低温等离子体在材料表面改性中的应用_肖梅
低温等离子体技术在表面改性中的应用
低温等离子体技术在表面改性中的应用低温等离子体中粒子的能量一般约为几个至几十电子伏特，大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特)，完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键；但远低于高能放射性射线，只涉及材料表面，不影响基体的性能。
处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中，电子具有较高的能量，可以断裂材料表面分子的化学键，提高粒子的化学反应活性(大于热等离子体)，而中性粒子的温度接近室温，这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。
1 形成装置及影响因素选择适宜的放电方式可获得不同性质和应用特点的等离子体，通常，热等离子体是气体在大气压下电晕放电产生，冷等离子体由低压气体辉光放电形成。
热等离子体装置是利用带电体尖端(如刀状或针状尖端和狭缝式电极)造成不均匀电场，称电晕放电，使用电压和频率、电极间距、处理温度和时间对电晕处理效果都有影响。
电压升高、电源频率增大，则处理强度大，处理效果好。
但电源频率过高或电极间隙太宽，会引起电极间过多的离子碰撞，造成不必要的能量损耗；而电极间距太小，会有感应损失，也有能量损耗。
处理温度较高时，表面特性的变化较快。
处理时间延长，极性基团会增多；但时间过长，表面则可能产生分解物，形成新的弱界面层。
冷等离子体装置是在密封容器中设置两个电极形成电场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，这时会发出辉光，故称为辉光放电处理。
辉光放电时的气压大小对材料处理效果有很大影响，另外与放电功率，气体成分及流动速度、材料类型等因素有关。
不同的放电方式、工作物质状态及上述影响等离子体产生的因素，相互组合可形成各种低温等离子体处理设备。
2 在表面改性中的应用低温等离子体技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点，在表面改性中广泛的应用。
2.1 表面处理通过低温等离子体表面处理，材料表面发生多种的物理、化学变化，或产生刻蚀而粗糙，或形成致密的交联层，或引入含氧极性基团，使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能分别得到改善。
低温等离子技术在材料表面处理中的应用研究
低温等离子技术在材料表面处理中的应用研究近年来，随着科技的不断发展，低温等离子技术在材料表面处理中的应用越来越受到关注。
这种技术可以通过将气体引入一个电场中，产生等离子体，来对材料表面进行处理。
与传统的表面处理方法相比，低温等离子技术具有许多优势，例如处理速度快、处理效果好、环保、节能等。
本文将对低温等离子技术在材料表面处理中的应用研究进行探讨。
一、低温等离子技术简介低温等离子体技术是指在普通大气压下，通过电场辐射或电子碰撞等方式将气体激发成等离子体，发生非热平衡等离子化学反应，从而实现对材料表面的处理。
低温等离子技术适用于各种材料，包括金属、陶瓷、聚合物等。
在表面处理方面，主要包括干法清洗、薄膜沉积、表面改性等。
二、低温等离子技术在材料表面清洗中的应用低温等离子技术在材料表面清洗中的应用日益普及。
传统的材料清洗方法通常是使用化学清洗剂或机械清洗，这些方法虽然能够清洗干净材料表面的污垢，但是也面临着一系列的问题，例如清洗剂的污染、机械清洗容易损伤材料表面等。
而低温等离子技术则可以通过控制等离子体的气氛、功率、时间等参数，对不同种类的材料表面进行静电处理，将表面的污垢、油污、氧化层等杂质去除干净，同时也可以增强材料表面的附着力。
三、低温等离子技术在材料表面涂层中的应用低温等离子技术在材料表面涂层中也有广泛的应用。
传统的表面涂层方法通常是通过喷涂、热喷涂等方式，将涂层均匀地覆盖在材料表面。
但是这些方法在涂层质量、涂层粘附力等方面都存在一定的问题。
而低温等离子技术则可以通过在等离子体中添加不同的气体，产生不同的化学反应，快速沉积出均匀、致密、具有高质量的表面涂层。
例如在汽车、电子产品、航空航天等领域都有广泛的应用。
四、低温等离子技术在材料表面改性中的应用低温等离子技术还可以通过改性技术对材料表面进行改性处理，提高材料的性能。
例如通过等离子体处理可以产生引入性质或增强表面功能的各种官能团，如-NO2、-NH2、-SO3H、-COOH等；也可以促进表面的硬化、增强耐磨性、耐腐蚀性、增强表面的润湿性等。
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用随着科技的不断进步，材料表面改性技术在材料科学和工程领域日益受到重视。
其中，低温等离子体技术作为一种有效的材料表面改性工具，在提高材料性能、增加材料多功能性方面发挥着重要作用。
低温等离子体技术是利用非平衡等离子体来对材料表面进行改性的一种方法。
与传统的高温等离子体技术相比，低温等离子体技术具有能耗低、处理速度快、不会造成材料结构变化等优势，因此在材料表面改性中得到广泛应用。
首先，低温等离子体技术可通过对材料表面的清洗和活化来增加材料的粘附性和润湿性。
等离子体源中的活性基团和活性物种能够清除材料表面的有机物、氧化物等污染物，从而提高材料表面的纯净度。
同时，等离子体源中的活性基团还能够使材料表面产生化学键，增加材料表面与涂层或粘合剂之间的相互作用力，进而提高材料粘附性和润湿性。
其次，低温等离子体技术可用于提高材料的硬度和耐磨性。
通过在材料表面形成硬质薄膜，低温等离子体技术能够有效提高材料的硬度和耐磨性。
例如，用含有氮、碳或硅等原子的等离子体源处理金属材料表面，可以在材料表面形成金属氮化物、碳化物或硅化物薄膜，从而显著提高材料硬度和耐磨性。
此外，低温等离子体技术还能够改善材料的耐腐蚀性能。
等离子体源中的活性基团和活性物种能够与材料表面发生化学反应，形成防护层，从而减少材料与腐蚀介质的直接接触。
通过选择合适的等离子体源和处理条件，可以在材料表面形成致密、均匀的氧化膜或氟碳膜等，提高材料的耐腐蚀性能。
此外，低温等离子体技术还可用于改善材料的光学性能和电子性能。
通过在材料表面形成各种功能性纳米结构，低温等离子体技术可以调控材料的光学吸收、反射和透过性能。
例如，通过在聚合物薄膜表面形成纳米柱阵列，可以实现超黑色材料或光传感器。
此外，低温等离子体技术还可以在材料表面形成导电薄膜，提高材料的导电性能，用于制备电子器件和光电器件。
在实际应用方面，低温等离子体技术已经在材料领域取得了一定的突破。
低温等离子体技术在材料改性中的应用
低温等离子体技术在材料改性中的应用随着科学技术的不断发展，人们对材料的性能要求也越来越高。
在传统的材料制备方法中，常常存在着无法克服的局限性，例如材料的加工性能不佳、抗腐蚀性能差、机械性能不够强等问题。
为了解决这些问题，近年来，低温等离子体技术在材料改性中得到了广泛应用。
低温等离子体技术是一种利用冷等离子体对材料进行处理的方法。
所谓冷等离子体，是指在低温条件下产生的等离子体。
相比传统的高温等离子体，冷等离子体具有温度低、能量均匀分布等特点，不会对材料造成过高的热量和能量输入，从而避免了材料在高温下熔融和氧化的问题。
低温等离子体技术在材料改性中的应用可以从多个方面展开。
首先，它可以用于表面改性。
通过将材料置于冷等离子体中，等离子体的粒子在与材料表面相互作用的过程中，能够改变材料表面的形貌和结构。
这种改变可以使材料的表面光洁度提高，提高抗腐蚀性能和耐磨性，从而延长材料的使用寿命。
此外，低温等离子体技术还可以在材料表面形成一层致密的保护层，提高材料的防腐蚀性能。
其次，低温等离子体技术还可以用于材料中的离子注入。
通过调控冷等离子体中的气体成分和处理参数，使等离子体中的离子能够穿透材料表面并进入材料内部。
这种离子注入过程可以改变材料的化学成分和晶体结构，从而调控材料的性能。
例如，通过注入硼离子可以使钢材变得更加硬度，提高其耐磨性。
通过注入氮离子可以增加材料的硬度和耐腐蚀性。
此外，低温等离子体技术还可以用于纳米材料的合成和修饰。
通过调节冷等离子体中的工艺参数，可以在材料表面形成纳米粒子或纳米结构。
这些纳米材料可以具有较大的比表面积和特殊的光、电、磁性能，对传感器、催化剂、电子器件等领域具有重要应用价值。
而通过低温等离子体技术对已有的纳米材料进行修饰，可以改善其分散性和稳定性。
最后，低温等离子体技术还可以用于材料的变形加工。
传统的变形加工一般需要高温条件下进行，容易导致材料的脆性增加和晶界的消失。
而利用低温等离子体技术进行变形加工，则可以克服这些问题。
低温等离子体技术在材料改性中的应用研究
低温等离子体技术在材料改性中的应用研究随着科技的发展，材料改性技术也随之不断进步。
在这个领域中，低温等离子体技术正逐渐崭露头角。
低温等离子体技术是一种利用较低的温度激活气体分子，使之成为带电粒子的技术。
这种技术在材料改性方面具有广泛的应用前景，能够改变材料的表面性质、增强材料的力学性能、改善材料的耐腐蚀性能等。
本文将对低温等离子体技术在材料改性中的应用进行研究。
首先，低温等离子体技术在材料表面改性方面的应用十分广泛。
材料的表面性质直接影响材料的功能和应用，因此通过低温等离子体技术对材料表面进行改性可以改善材料的特性。
例如，利用低温等离子体技术可以使材料表面变得更加光滑、均匀，并且能够提高材料的亲水性和疏水性。
通过改变表面形貌和化学组分，可以增加材料的附着性、抗腐蚀性和绝缘性能。
此外，低温等离子体技术还可以用于材料表面纳米结构的制备，使得材料的光学和电学性能得到显著提升。
其次，低温等离子体技术在材料力学性能改善方面也有广泛的应用。
低温等离子体技术可以通过在材料表面形成一层致密的硬质涂层来提高材料的硬度和耐磨性。
此外，低温等离子体技术还可以增强材料的韧性和弹性模量，提高材料的断裂韧性。
通过控制等离子体参数，可以实现对材料表面的微观形貌控制，进而改善材料的摩擦学性能和表面耐磨性。
这些性能的提升将无疑推动着材料改性技术的发展和应用。
此外，低温等离子体技术在材料耐腐蚀性能方面也有一定的应用前景。
金属材料常常容易受到氧化、腐蚀等现象的影响，从而降低了材料的可靠性和使用寿命。
利用低温等离子体技术可以在材料表面形成一层致密的氧化物薄膜，从而改善材料的耐腐蚀性能。
此外，这种技术还可以用于使材料表面形成一层具有强大防护作用的陶瓷涂层，避免材料受到腐蚀和磨损。
最后，低温等离子体技术在材料改性中的研究还可以延伸到其他领域。
例如，在生物医学领域，可以利用低温等离子体技术对生物材料进行改性，提高其生物相容性和生物降解性。
此外，低温等离子体技术还可以在能源领域中应用，例如用于太阳能电池材料的表面修饰，提高太阳能电池的光吸收和转换效率。
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用
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低温 等离 子 体 技 术 在 材料 表 面 改 性 中 的应 用
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低温等离子体技术在材料表面改性中的应用
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用引言修饰材料的表面，能够显著提高材料的性能和性质，依托于这一理念，低温等离子体技术应运而生，成为表面修饰的一种重要手段。
与传统的化学方法相比，低温等离子体技术具有绿色环保、高效便捷、非接触性等优点，被广泛应用于材料的改性领域。
本文将详细介绍低温等离子体技术在材料表面改性中的应用。
第一节：低温等离子体技术的基本原理低温等离子体技术是指在室温及其附近，通过将气体加电离，使其形成等离子态，进而实现对材料表面的改性。
低温等离子体的电离过程主要可以通过射频电场、微波电场、直流电场、电子束、离子束等方式实现。
这些电场能够将材料表面产生的等离子体束加以控制，使得材料表面分子重新排列，表面结构组成发生改变，从而实现对其性质和性能的调控。
第二节：低温等离子体技术与材料表面改性1. 表面涂层低温等离子体技术可用于制备不同性质和组成的涂层，通过气体放电产生的等离子体反应，使得各种材料表面能够接受不同的功能性或保护性涂层。
例如，利用气体氧化反应，可以在金属表面形成氧化层，提高其防腐蚀性质；而将气体和有机化合物结合，可以制备具有防水性、防腐性及耐磨性的表面涂层。
2. 表面附着能强化低温等离子体技术可以通过将材料表面暴露于某些刻蚀气体或特定的化学物质处理，使其表面产生一定程度的不同化学性质，从而进一步增强表面的附着力。
利用特定的化学处理方法，可以制备出最大程度强化表面附着力的表面结构。
3. 表面能量调控通过引入高能粒子或光子，可以使得表面产生介电影响，从而实现表面的能量峰位调控，更改表面的化学性质、形态和结构等，进而调控材料的性能。
利用此方法，可以制备出高抗磨损、高阻抗的表面结构。
4. 硬质膜制备低温等离子体技术可以通过气相反应，在材料表面形成新的结构，例如通过氮化反应在表面制备硬质膜。
硬质膜具有极高的硬度、耐磨损性及化学稳定性，被广泛应用于制造及保护功能性材料。
第三节：低温等离子体技术在实际应用中的局限低温等离子体技术虽然具有非接触性、绿色环保的优点，并且能够精密控制材料表面结构，但在实际应用中仍然存在一些局限性。
低温等离子体技术在高分子材料表面改性中的应用研究
在空气净化领域，低温等离子体技术被广泛应用于去除空气中的有害物质。 研究者通过放电产生等离子体，这些等离子体能够与空气中的污染物质反应，将 其分解为无害的物质。研究表明，低温等离子体技术对去除甲醛、苯、氨气等有 害气体具有高效性，且具有处理时间短、设备简单等优点。此外，低温等离子体 技术在去除空气中的微颗粒物和细菌方面也表现出良好的效果，为室内空气质量 的改善提供了有力支持。
文献综述
近年来，低温等离子体技术在高分子材料表面改性中的应用已经得到了广泛 的研究。国内外研究者分别从不同角度研究了低温等离子体对高分子材料表面性 能的影响。在低温等离子体作用下，高分子材料的表面会形成一层具有特殊性能 的薄膜，如疏水性、耐磨性、抗老化性等。这些研究为低温等离子体技术在高分 子材料表面改性中的应用提供了理论和实践依据。
结论与展望
本次演示通过对低温等离子体技术在高分子材料表面改性中的应用研究，发 现该技术可以有效地改善材料的表面性能，提高其亲水性、耐磨性和抗老化性。 然而，在实践应用中仍存在一些问题需要解决，如等离子体处理条件对材料表面 性能的影响尚不明确、设备成本较高等。
针对这些问题，未来的研究方向应包括：深入探讨低温等离子体技术在高分 子材料表面改性中的作用机制；优化等离子体处理工艺参数，提高处理效果和环 保性；研发新型的低温等离子体设备，降低设备成本；拓展低温等离子体技术在 高分子材料表面改性中的应用范围，如应用于生物医学、能源环保等领域。
2、提高生物材料的抗感染能力
感染是植入式医疗器械面临的主要风险之一。PDA具有抗菌和抗炎作用，可 以有效地提高生物材料的抗感染能力。例如，将PDA涂覆在聚乙烯表面的可以有 效降低大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等常见致病菌的粘附和生长，提高材料的抗感 染能力。
新型低温等离子体技术在材料表面修饰中的应用
新型低温等离子体技术在材料表面修饰中的应用近年来，随着科学技术的不断发展，人们对材料表面修饰的需求不断提高。
为满足这个需求，新型低温等离子体技术应运而生。
本文将重点介绍低温等离子体技术在材料表面修饰方面的应用。
一、低温等离子体技术概述低温等离子体技术是利用气态介质中产生的低温等离子体对物体表面进行处理或者改变物体表面性质的一种技术手段。
它的工作温度相对较低，一般为室温至500℃，使得它在改变材料表面性质的同时不会熔化或者氧化材料。
此外，低温等离子体技术具有高效、环保等优点，同时也适用于各种材料。
低温等离子体技术的应用领域非常广泛，主要包括表面改性、清洗、喷涂、刻蚀等方面。
其中，在材料表面修饰中的应用尤其重要，下文将着重介绍这方面的应用。
二、低温等离子体技术在金属表面修饰中的应用1、改善金属表面润湿性金属表面润湿性是指材料表面与溶液或其它有机物质相接触时接触角大小的一个指标。
在一些应用中，金属表面润湿性的好坏对于使用效果具有决定性作用。
低温等离子体技术可以通过在金属表面形成不同的纳米结构或者表面化学组成的方式来改善其表面润湿性。
例如，在钛合金表面应用低温等离子体技术来制备多孔纳米结构，能够大幅度提高钛合金表面的润湿性，达到抗污、抗腐蚀等目的。
2、改善金属表面附着力金属表面附着力是指材料表面和其它材料接触时，能够产生的贴合力大小。
低温等离子体技术在改善金属表面附着力中有一定的应用。
例如，在铝合金表面使用低温等离子体技术制备碳纳米管涂层，能够大大提高铝合金表面的附着力以及耐磨性能。
三、低温等离子体技术在非金属表面修饰中的应用1、改善陶瓷表面润湿性陶瓷表面的润湿性通常较差，会影响其在某些应用中的效果。
低温等离子体技术可以改善陶瓷表面润湿性，使其更加易于涂层、喷涂等应用。
例如，在陶瓷表面使用低温等离子体技术形成一定的化学组成和微纳米结构等，能够大幅度提高陶瓷表面的润湿性能。
2、增强塑料表面耐久性塑料表面容易受到损害和磨损，因此在一些应用中需要优化塑料表面的耐久性。
低温等离子体在聚合物表面改性和引发聚合中的应用
低温等离子体在聚合物表面改性和引发聚合中的应用一、本文概述随着科学技术的快速发展，低温等离子体作为一种独特的物理改性手段，在材料科学领域的应用日益广泛。
特别是在聚合物表面改性和引发聚合方面，低温等离子体技术展现出其独特的优势。
本文旨在深入探讨低温等离子体在聚合物表面改性和引发聚合中的应用，以期对相关领域的研究和产业发展提供有价值的参考。
本文将首先介绍低温等离子体的基本概念、产生原理及其特性，为后续的应用研究奠定理论基础。
接着，重点分析低温等离子体在聚合物表面改性方面的应用，包括表面亲疏水性、表面能、表面粗糙度等性能的改变，并探讨其改性机理。
在此基础上，进一步阐述低温等离子体在引发聚合反应中的作用，包括等离子体引发的聚合反应类型、动力学特征以及影响因素等。
本文还将对低温等离子体在聚合物表面改性和引发聚合中的应用进行实例分析，展示其在实际应用中的效果与优势。
对低温等离子体技术在聚合物领域的未来发展趋势进行展望，以期为推动相关领域的科技进步和产业发展提供有益的启示。
二、低温等离子体的基本性质低温等离子体是一种部分电离的气体，其中包含了大量的电子、离子、自由基和激发态的分子或原子。
这些活性粒子在低温下（通常在室温至几百摄氏度之间）具有足够的能量，可以与聚合物表面发生相互作用，从而引发各种化学反应。
低温等离子体的基本性质主要包括其高活性、高选择性和低损伤性。
低温等离子体的高活性是其在聚合物表面改性和引发聚合中得以应用的关键。
由于等离子体中的粒子具有足够的能量，它们可以破坏聚合物表面的化学键，产生自由基和离子等活性位点。
这些活性位点可以作为反应的起始点，引发后续的化学反应，如接枝聚合、交联和刻蚀等。
低温等离子体具有高度的选择性。
通过对等离子体处理过程中的参数进行调整，如工作气体种类、放电功率、处理时间等，可以控制等离子体中的活性粒子种类和浓度，从而实现对聚合物表面特定官能团的选择性修饰。
这种选择性修饰使得低温等离子体在制备功能化聚合物表面方面具有独特的优势。
低温等离子论文
低温等离子论文Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT低温等离子体技术在生物医用材料表面改性中的应用作者:学号：12141摘要：低温等离子体技术是一门已相对成熟和蓬勃发展着的应用学科，它已在传统和高技术领域得到了广泛的应用。
其中等离子体表面改性技术以其特有的优点，解决了合成高分子材料无法完全满足作为生物医用材料所需要的生物相容性和高度的生物功能要求这一难题。
通过等离子体处理后，能够在高分子材料表面固定生物活性分子，达到作为生物医用材料的目的。
关键词：高分子材料；表面处理技术;等离子体聚合;生物医用材料Thelowtemperatureplasmatechnologyinbiomedical materialsApplicationofsurfacemodificationAuthors:Number:12141Abstrac t:thelowtemperatureplasmatechnologyisanapplieddisc iplinehasbeenrelativelymatureandvigorousdevelopment,,,canbefixedbiologicallyactivemolecules,soastoreachthe purposeofbiomedicalmaterials.Keywords:polymermaterials;surfacetreatment;plasmapolymeri zation;biomedicalmaterial引言生物材料(Biomaterial)是生命科学、材料科学、医学、工程学等多学科相互渗透和发展的产物。
尤其，生物材料在医学材料和器件方面的应用，提高了解救人命方面的能力，刺激了许多研究通道。
表面改性方法包括化学的和物理的方法。
通常化学方法比较繁琐，且大量应用有毒化学试剂，容易对环境造成严重污染，对人体也有极大危害与其相比。
低温氮气等离子体处理技术在材料表面改性中的应用
低温氮气等离子体处理技术在材料表面改性中的应用随着科技的发展，材料表面改性技术的研究越来越受到关注。
其中，低温氮气等离子体处理技术作为一种新兴的表面改性技术，具有广泛的应用前景。
本文将就低温氮气等离子体处理技术在材料表面改性中的应用进行探讨。
一、低温氮气等离子体处理技术概述低温氮气等离子体处理技术是指在真空条件下，通过将氮气放电产生等离子体，在较低的温度下处理材料表面的一种表面处理技术。
在这个过程中，氮气中的离子和自由基可以与材料表面反应，改变其表面性质，从而实现表面改性的目的。
这种技术具有操作简单、效率高、对环境无污染等优点。
二、低温氮气等离子体处理技术的影响因素在进行低温氮气等离子体处理技术时，影响其效果的因素主要有：气体种类、气压、放电功率和处理时间等。
其中气体种类对处理效果有很大的影响，如氮气等离子体处理可以提高材料表面硬度和耐磨性等性能，但氢气等离子体处理则可以实现材料表面的去污和去除氧化层等效果。
三、低温氮气等离子体处理技术应用1.金属材料表面改性钛合金是一种广泛应用于航空航天和生物医学领域的高性能材料。
对其表面进行低温氮气等离子体处理，可以形成一层陶瓷膜，从而提高其表面硬度和耐腐蚀性能。
此外，对不锈钢表面进行氮气等离子体处理也可以改善其防锈性能。
2.聚合物表面改性聚合物是一种广泛应用于包装、建筑和电子行业等领域的材料。
通过氮气等离子体处理可以在聚合物表面形成一层薄膜，从而提高其表面润湿性和附着强度等性能。
此外，氮气等离子体处理也可以用于改善聚合物表面的抗菌性能。
3.生物医学领域应用低温氮气等离子体处理技术在生物医学领域的应用也愈发广泛。
例如，对人造关节表面进行氮气等离子体处理可以提高其表面的生物相容性和降低其对周围组织的损害程度。
此外，氮气等离子体处理也可以用于改善医用塑料表面的生物相容性和抗菌性能。
四、低温氮气等离子体处理技术的发展趋势目前，低温氮气等离子体处理技术在表面改性领域的应用还有很大拓展空间。
低温等离子体技术在材料改性中的应用
低温等离子体技术在材料改性中的应用第一章：引言近年来，材料科学领域取得了巨大的进步，而低温等离子体技术作为一种新兴的材料改性方法，受到了广泛的关注。
低温等离子体是一种高能粒子，其强大的物理和化学反应能力使其在材料改性中起到了重要的作用。
本文将探讨低温等离子体技术在材料改性中的应用。
第二章：低温等离子体技术的基本原理低温等离子体技术是利用外部能量（例如电磁场、高压）作用于气体，使其电离生成等离子体而形成的一种材料改性技术。
在低温等离子体中，电子和离子以及中性粒子之间存在着复杂的相互作用关系，这种关系直接影响了材料的物理和化学性质。
此外，低温等离子体中的高能粒子还可以激发材料的表面进一步发生化学反应，从而改变材料的结构和性能。
第三章：低温等离子体技术在材料硬化中的应用低温等离子体技术可以通过表面氮化、碳化等方式改变材料的硬度。
通过将材料暴露在低温等离子体中，可以使材料表面形成一层硬质氮化物或碳化物的薄膜，从而显著提高材料的硬度。
此外，低温等离子体技术还可以在材料表面形成一层厚度均匀的硬质薄膜，从而有效地改善材料的耐磨性能。
第四章：低温等离子体技术在材料表面改性中的应用材料的表面性质直接影响其与环境的相互作用。
低温等离子体技术可以通过调控等离子体中的物种组成和反应参数，从而改变材料表面的化学组成和形貌。
例如，通过在低温等离子体中加入适量的氟化剂，可以使材料表面形成一层富含氟元素的薄膜，从而显著提高材料的耐腐蚀性能。
此外，低温等离子体技术还可以在材料表面生成纳米级的微结构，从而提高材料的表面粗糙度和界面结合强度。
第五章：低温等离子体技术在材料功能化改性中的应用低温等离子体技术可以使材料具备特殊的功能性质。
通过在等离子体中引入适量的有机物或金属元素，可以使材料表面具有特定的功能官能团。
例如，通过在低温等离子体中用氨气处理聚合物表面，可以使其表面引入氨基官能团，从而使其具备亲水性。
此外，低温等离子体技术还可以在材料表面形成金属纳米颗粒，从而赋予材料独特的光学、电学和催化性能。
低温等离子体在材料表面改性中的应用研究
低温等离子体在材料表面改性中的应用研究第一章：引言随着科学技术的不断进步，材料表面改性已经成为了在材料领域中的一项重要技术。
材料表面改性是一项能够提高材料性能的技术，它包括物理、化学、生物等多个方面的处理方法。
而低温等离子体技术则具有高效、环保等优点，在材料表面改性中也发挥着越来越重要的作用。
本文着重分析了低温等离子体在材料表面改性中的应用研究，旨在为该领域的研究提供参考和借鉴。
第二章：低温等离子体的基本概念低温等离子体指的是一种电离气体，它的电离率较低，温度通常在1000K以下。
这种气体由大量的电子、离子和中性原子组成。
低温等离子体主要是通过外部能量激励原料气体来产生，而不是受热加热。
低温等离子体具有多种特性，包括高电子密度、低电离度、高反应活性等。
这些特性使得低温等离子体能够在材料表面改性中发挥更加优秀的性能。
第三章：低温等离子体表面改性的基本原理低温等离子体表面改性主要是通过等离子体与物质表面的相互作用来实现的。
当低温等离子体与物质表面接触时，会发生一系列化学反应，这些反应会导致表面化学组成的改变和物理性能的改变，从而达到表面改性的效果。
常见的等离子体表面改性方法包括等离子体增强物理气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积等。
通过这些方法，材料表面的摩擦系数、硬度、电导率等性能均可以得到显著的改善。
第四章：低温等离子体在材料表面改性中的应用低温等离子体在材料表面改性中的应用非常广泛，包括材料表面硬度增强、摩擦系数降低、抗氧化性提高等。
下面分别从这几个方面进行分析：4.1 材料表面硬度增强材料硬度是评估材料性能的重要指标之一。
通过低温等离子体表面改性可以显著提高材料的硬度。
例如，在锌合金表面上执行低温等离子体硝化处理后，硬度可以提高近50%。
4.2 摩擦系数降低摩擦系数是影响材料表面性能的重要因素之一。
通过低温等离子体表面改性可以大大降低材料表面的摩擦系数。
例如，在聚乙烯表面上进行低温等离子体表面处理后，摩擦系数可以降低近80%。
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用探究
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用探究随着工业发展的不断推进，对材料表面性质的要求也越来越高。
不同的材料表面性质对品质和功能的影响不同，因此需要使用不同的表面改性技术来满足不同的需求。
低温等离子体技术是一种有效的表面改性方法，已经在各种领域得到了广泛应用。
一、低温等离子体技术的原理低温等离子体是指气体中处于电离状态的分子和原子。
在常压下，气体中的电离分子数量很少，随着气体压力的降低，电离分子的数量会增加。
当压力降低到一定程度时，电离分子的数量会达到临界值，形成一个较高浓度的等离子体。
这个等离子体其实就是由离子和电子组成的等电荷体系，可以用来在材料表面进行改性处理。
二、低温等离子体技术的应用1. 表面清洗通过低温等离子体技术，可以清洗各种材料的表面，将杂质和污染物等物质清除干净。
常见的表面清洗方法包括酸洗、碱洗、溶剂清洗等，这些方法在处理一些复杂表面的材料时很难取得理想的效果。
而低温等离子体技术可以解决这个问题，它可以清洗各种复杂形状和结构的材料表面，同时也可以去除表面的氧化皮和附着物。
2. 表面改性在低温等离子体技术中，等离子体对材料表面进行了化学反应和物理接触，可以改变表面的化学性质和形态结构。
通过不同的等离子体处理方式，可以得到各种不同的改性效果，例如增加表面粗糙度、改变表面能、提高表面密度等。
3. 表面涂层低温等离子体技术还可以用于表面涂层，这种涂层是利用等离子体对材料表面进行化学反应而形成的。
由于低温等离子体技术的处理温度非常低，所以可以在各种材料表面上制备出高质量的涂层。
这种涂层可以用来保护材料表面、改变材料表面的化学性质和光学性质等。
三、低温等离子体技术在材料表面改性中的优势1. 可控性好低温等离子体技术可以通过调整等离子体的组成和处理条件来控制表面处理的效果。
例如调整气体成分、气体压力和处理时间等参数，可以得到不同的表面处理效果。
这种方法可以满足不同的表面处理需求。
2. 处理时间短低温等离子体技术处理时间短，通常只需要几分钟到几小时即可完成。
低温等离子体技术在材料表面改性与清洗中的应用研究
低温等离子体技术在材料表面改性与清洗中的应用研究第一章绪论近年来，随着科技进步和人们对环保意识的提高，低温等离子体技术在材料表面改性与清洗领域中的应用逐渐得到了广泛关注。
低温等离子体技术可以提高材料表面的各种性能，如机械性能、化学稳定性以及耐磨性等，还可以用于清洗材料表面的污渍和有机物等。
因此，低温等离子体技术具有非常广阔的应用前景。
第二章低温等离子体技术的原理及应用2.1 低温等离子体技术的原理低温等离子体技术是指在常压下，使用低频、高频、微波、激光和电子束等能量形式，使气体产生局部电离，并产生带电离子和自由基等活性物种，以实现材料表面的改性和清洗。
该技术可以将大气压下的气体通过电离成为等离子体，这种等离子体与常规的高温等离子体有很大的不同。
其温度几乎与室温相同，同时等离子体的局部温度只有几百度，不足以对材料造成热损伤。
2.2 低温等离子体技术的应用2.2.1 材料表面改性低温等离子体技术可以通过改变材料表面的物理和化学性质来改变其表面特性。
比如，可以使用氮等离子体在材料表面形成氮化物层，可以提高材料表面的硬度和耐腐蚀性；还可以利用单氧气等离子体进行表面氧化处理，提高材料的化学稳定性；此外，还可以利用铜等离子体在材料表面形成铜层，提高材料的导电性和导热性等。
2.2.2 材料表面清洗低温等离子体技术可以清洗各种材料表面上的附着物，如油脂、污渍、涂层等有机物和金属离子等。
清洗过程中，等离子体在表面活化，产生氧化物和另有活性辐射，使附着物分离并去除，这种清洗方式不仅效率高，并且对材料本身没有损伤。
第三章低温等离子体技术在材料表面改性与清洗中的应用案例3.1 低温等离子体技术在表面氮化改性中的应用氮化改性是增强材料表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的有效方法。
研究表明，利用低温等离子体氮化技术可以显著提高材料表面的氮化深度和氮化层质量，因此得到了广泛应用。
例如，对于具有较高硬度的工具钢，低温等离子体氮化可以将其表面硬度提高至1100～1300HV0.1，提高了材料的耐磨性和耐腐蚀性。
低温等离子体喷涂技术在材料表面改性中的应用
低温等离子体喷涂技术在材料表面改性中的应用概述材料表面改性是当今材料科学领域的热门研究方向之一。
通过改善材料表面的特性，可以提高材料的性能并拓宽其应用领域。
低温等离子体喷涂技术作为一种新兴的表面改性方法，在提升材料表面特性方面展现出了巨大的潜力。
本文将介绍低温等离子体喷涂技术的基本原理和应用案例，并讨论其在材料表面改性中的优势和挑战。
低温等离子体喷涂技术的基本原理低温等离子体喷涂技术是一种利用等离子体化学反应来改变材料表面性质的方法。
该技术是在低压、低温的环境下，通过将喷涂材料引入等离子体中，使其离子化并沉积在材料表面上。
这种方法可以用于涂覆金属、陶瓷、聚合物等各种材料，并具有以下优势：1. 均匀性：低温等离子体喷涂技术可以在整个材料表面均匀地沉积材料，形成一层均匀、致密的涂层。
这种均匀性有助于提高材料的抗腐蚀性能和热稳定性。
2. 多功能性：通过选择不同的喷涂材料，可以实现不同的表面改性效果。
例如，金属涂层可以提高材料的导电性和耐磨性，陶瓷涂层可以提高材料的耐高温性能，聚合物涂层可以改善材料的表面润湿性。
3. 精确性：低温等离子体喷涂技术可以实现对涂层成分和厚度的精确控制。
通过控制喷涂参数，可以达到特定的表面改性效果，并满足不同应用领域的需求。
低温等离子体喷涂技术在材料表面改性中的应用案例低温等离子体喷涂技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
以下是几个典型的案例：1. 金属涂层改善材料的耐腐蚀性能：将低温等离子体喷涂技术应用于金属材料的表面改性可以显著提高材料的耐腐蚀性能。
例如，利用该技术制备的锌涂层可以在海洋环境中具有出色的抗腐蚀性能，从而延长了金属材料的使用寿命。
2. 陶瓷涂层提高材料的耐高温性能：低温等离子体喷涂技术还可以将陶瓷材料沉积在金属表面上，形成耐高温涂层。
这种涂层可以保护金属材料免受高温环境中的氧化和腐蚀。
特别是在航空航天领域，该技术可以有效提高航空发动机部件的耐高温性能。
3. 聚合物涂层改善材料的润湿性能：低温等离子体喷涂技术还可以将聚合物材料沉积在材料表面以提高其润湿性能。
低温等离子体处理技术在材料表面改性中的应用研究
低温等离子体处理技术在材料表面改性中的应用研究随着工业技术的发展，人们对材料表面性能的要求也越来越高，尤其是在一些特殊的工业应用领域，如新能源领域、航空航天领域和电子信息领域等，对材料表面性能的要求更是几乎达到了苛刻的极致。
在这样的背景下，低温等离子体处理技术崭露头角，被广泛应用于材料表面改性。
一、低温等离子体处理技术简介低温等离子体处理技术是利用高频电场对包含较少自由电子的气体进行电离，形成等离子体进行表面处理。
低温等离子体处理技术的温度一般在几十摄氏度到几百摄氏度之间，不会对材料本身造成损伤，因此越来越受到人们的青睐。
二、低温等离子体处理技术应用于材料表面改性的优势低温等离子体处理技术在材料表面改性方面有以下优势：1.高效性相比于传统的表面处理方法（如化学处理、机械处理等），低温等离子体处理技术具有更快、更高效的处理速度。
低温等离子体处理可以在数秒钟到几十分钟内完成表面改性，而传统的方法需要更长的处理时间。
2.可控性低温等离子体处理技术可以通过调整处理条件（如气体成分、电场强度等）来改变等离子体处理的效果，从而实现对表面改性的可控性。
3.环保性低温等离子体处理技术具有环保性，不会产生有害物质和废弃物，可以在工业生产中实现绿色化的处理。
三、1.医疗器械领域医疗器械是深入人体的重要工具，在使用过程中需要具有一定的生物相容性和生物稳定性。
钛合金是医疗器械中广泛使用的一种材料，对其表面进行低温等离子体处理可增强材料表面的生物相容性和生物稳定性，从而更好地服役于人体内。
例如，将钛合金表面经过氩气等离子体处理后，可以提高其表面的生物润滑性，有效降低其在体内的磨损率。
2.新能源领域新能源汽车使用的动力电池是其关键部件。
目前，采用三元锂离子电池作为动力电池的比较广泛，但电池内的铝和锂存在异常反应，会缩短电池寿命并产生安全隐患。
通过使用低温等离子体处理技术对电池材料的表面进行改性，可防止铝和锂的异常反应，提高电池的安全性和耐久性。
低温等离子体技术在建筑材料改性中的应用研究
低温等离子体技术在建筑材料改性中的应用研究一、引言低温等离子体技术在物理、化学、医疗等领域都有着广泛的应用，在建筑材料改性领域中也开始受到关注。
低温等离子体技术是指在低温条件下，利用电磁场对气体进行激发和离子化，形成等离子体的技术。
这种技术不需要高温，不会烧灼材料，不会产生有害废气，因此被认为是一种相对环保的技术。
本文将从低温等离子体技术的原理入手，介绍其在建筑材料改性中的应用研究。
二、低温等离子体技术研究现状1. 低温等离子体技术原理低温等离子体技术是指在气体介质中产生等离子体的技术。
等离子体是物质状态的一种，是气体的第四种状态，特征在于电中性的物质被高能电子激发或离子化而形成的带电体系。
等离子体具有电子浓度高、离子工作活跃度高、反应速率快等特点。
利用等离子体技术可以进行表面改性、清洗、沉积、合成等过程。
2. 低温等离子体技术在建筑材料改性中的应用低温等离子体技术在建筑材料改性领域中的应用主要包括以下几个方面：(1) 低温等离子体表面改性利用低温等离子体技术可以改变材料表面的物理、化学性质，提高其耐久性、耐腐蚀性、耐热性、抗紫外线能力。
比如，可以利用低温等离子体技术对建筑玻璃表面进行镀膜，增强其隔热性能。
(2) 低温等离子体材料合成利用低温等离子体技术可以在材料表面合成薄膜、涂层、复合材料等新型材料，提高其力学、光学、电学、磁学等性能。
比如，可以利用低温等离子体技术合成光催化材料，用于建筑物空气净化。
(3) 低温等离子体材料清洗利用低温等离子体技术可以改善建筑材料表面的清洁程度，降低环境污染。
比如，可以利用低温等离子体技术清洗建筑物外墙。
三、低温等离子体技术在建筑材料改性中的应用案例1. 低温等离子体技术改性玻璃利用低温等离子体技术可以将钛合金薄膜镀在玻璃表面，增强其隔热性能。
该技术不需要高温，不会烧灼玻璃，不会产生有害废气，得到了广泛应用。
2. 低温等离子体技术清洗建筑外墙利用低温等离子体技术可以清洗建筑物外墙，不需要使用化学清洁剂，不会产生有害物质。
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第31卷第1期2001年1月 东南大学学报(自然科学版)JOUR NAL OF SOUTHEA ST UNIVER SITY (Natural Science Edition ) Vol .31No .1Jan .2001 低温等离子体在材料表面改性中的应用肖 梅 凌一鸣(东南大学电子工程系南京,210096)摘要:概要介绍了目前低温等离子体在材料表面改性方面的研究进展.材料的许多特性,如金属的表面硬度、耐腐蚀、耐摩擦,聚合物的表面浸润性、亲水性、粘附性以及生物功能材料的生物相容性等,决定了材料的应用.低温等离子体并不改变材料的块材特性而仅影响材料的表面特性.对金属如不锈钢等用氮气等离子源离子注入,可以在表面形成Fe 2N ,Fe 3N 和Fe 4N 的铁的氮化物,提高表面的硬度和耐腐蚀性能;氧气、氮气等离子体会在聚合物材料表面形成微针孔结构,改善其浸润性、粘附性;用等离子聚合法在生物材料表面聚合高分子材料,如氯化对二甲苯可以降低血小板的吸附.因此,低温等离子体在材料的表面改性方面有很好的应用前景.关键词:低温等离子体;表面改性;功能材料中图分类号:O461 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2001)01-0114-05 收稿日期:2000-10-26. 作者简介:肖 梅,女,1972年生,讲师.等离子体作为物质的第4态,是指部分或完全电离的气体,且自由电子和离子所带正、负电荷总和完全抵消.而低温等离子体是指在直流电弧放电、辉光放电、微波放电、电晕放电、射频放电等条件下所产生的部分电离气体,其中由于电子的质量远小于离子的质量,故电子温度可以在几万度到几十万度之间,远高于离子温度(离子温度甚至可与室温相当).在低温等离子体中包含有多种粒子,除了电离所产生的电子和离子(108～1017cm -3)以外,还有大量的中性粒子如原子、分子和自由基等.故粒子间的相互作用非常复杂,有电子电子、电子中性粒子、电子离子、离子离子、离子中性分子、中性分子中性分子等.在这样一个复杂的物理体系中,由于电子、离子、激发原子、自由基的存在且相互作用,因此常可以完成在普通情况下难以完成的事.20世纪七八十年代起,等离子体表面改性开始蓬勃发展,目前已形成一个独立的研究方向,主要针对金属、聚合物,生物功能材料等方面.1 低温等离子体在金属材料表面改性中的应用近十几年来,低温等离子体广泛用于改变金属材料的表面力学特性,即材料的磨损、硬度、摩擦、疲劳、耐腐蚀等性能.1.1 提高金属表面抗腐蚀能力已经有一些研究小组通过对铁和钢合金进行离子束渗氮来提高其摩擦和耐腐蚀特性[1～5].这是因为在铁中形成了如εFe 3N 和ζFe 2N 的铁的氮化合物而在不锈钢表层形成“扩展的奥氏体”.目前采用等离子源离子注入方法[1],它区别于单能量的氮离子注入法,样品浸没在等离子体中并加上高负电压脉冲.在电场中,这些离子被加速而注入到样品中.在注入过程中,与常规束线离子注入相似,用高能离子在材料表面近距离区域注入.与其不同的是,离子从四面八方同时注入到样品上而没有视线限制,因此可以处理形状较复杂的样品,且注入粒子的能量范围宽.W .Wang 小组对轴承钢采用氮等离子源离子注入[1],注入剂量分别为5×1016,1×1017,5×1017cm-2,所加电压为-20kV .在Na 2SO 4溶液的腐蚀实验中,没有处理的样品的腐蚀电流为170μA ·cm-2,在经过5×1016,1×1017,5×1017cm -2剂量注入后,腐蚀电流分别为66,40,50μA ·cm -2.结果表明在轴承钢表面形成了诸如Fe 2N ,Fe 3N 和Fe 4N 的铁的氮化物,提高了表面的耐腐蚀的特性.注入其他的粒子,如碳或同时注入氧、氮、碳粒子也可提高金属的耐腐蚀特性[6,7].1.2 提高金属的硬度和磨损特性离子注入金属表面可以形成金属固溶体和沉积物,故可提高金属材料的硬度.S .Maeindl 用氮等离子源离子注入法对奥氏体不绣钢(X6Cr NiMoTi17.12.2AI SI 316Ti )进行渗氮,结果与未渗氮的样品相比,表面硬度增加了1 4,耐磨损能力增加了1～2个数量级[8].表1 9Cr18马氏体不锈刚经过离子注入后的实验结果样品注入粒子显微硬度(HV )疲劳轨迹 μm 第1组未处理551.4250第2组N 680.4115第3组Ti 814.353Ta 792.660Mo 912.354W 813.952第4组Ti 845.240Ta 832.645Mo 988.740W 831.5459Cr18ω((Fe )=79.655%,ω(Si )=0.8%,ω(Mn )=0.72%,ω(P )=0.035%,ω(S )=0.03%,ω(C )=0.96%)马氏体不锈刚由于具有很好的耐腐蚀性而广泛地应用于航空、核能和其他一些领域内的轴承材料.Z .M .Zeng 等对9Cr18马氏体不锈刚分别进行氮等离子源离子注入(PIII )和金属等离子体源离子注入(MEPIII )处理[9].分4组样品:第1组未处理9Cr18.第2组仅注入氮离子.第3组先MEPIII 注入Ti ,Ta ,Mo 和W ;然后再进行氮离子PIII 处理.第4组先氮离子PIII 处理,再进行ME -PIII 且同样注入Ti ,Ta ,Mo ,W 粒子.对样品进行显微硬度和疲劳轨迹宽度的测量,结果如表1所示.从结果可以明显看出:经过氮离子PIII 和ME PIII 处理之后,样品的显微硬度和抗疲劳性得到很大的提高,尤其是(Mo +N )离子的注入增加效果最大,接近79%.2 低温等离子体在对聚合物材料的表面改性中的应用聚合物材料由于具有良好的性能而广泛地应用于包装、航空、印刷、生医、微电子、汽车、纺织等行业.但日益增长的工业发展水平对聚合物材料的表面性能如粘附性、浸润性、阻燃性、电学性能等提出了更高的要求,利用等离子体对其进行表面改性已经引起研究人员的广泛兴趣.聚合物材料的浸润性与许多领域有关,如印刷、喷涂和染色等.但由于聚合物材料表面自由能低,故而导致浸润性能不好.用化学的方法来改善其特性不但会损坏聚合物基质,而且还会放出大量有毒性的水,同时还需消耗大量的能量,成本高;而用低温等离子体处理克服了这些缺点,即省水省电又不污染环境.C .Jie -Rong 用氧气、氮气、氦气、氩气、氢气和甲烷等离子体来处理聚乙烯对苯二甲酸脂即PET ,研究其表面自由能的改变规律和界面中分子间力对浸润性的影响[10].结果表明,PET 膜的浸润性可以得到提高,其改善程度取决于气体种类.用氧气、氮气、氦气和氩气等离子体处理一小段时间后表面张力从42.0×10-5N cm 增长到56.0×10-5,57.5×10-5N cm ,非极性弥散力下降50%～60%,且氢键力增长9倍,同时含氧的极性功能团大量引入.用氢气等离子体也可提高浸润性,但甲烷等离子体由于减少含氧的极性功能团降低表面自由能,从而不能提高表面浸润性.超高系数聚乙烯纤维(UHMPE )由于具有密度低、张力模量高等很好的纺织特性且对冲撞能量有吸收能力,故被广泛应用于许多合成材料中.但其有表面惰性,在合成材料中吸附能力差.低温等离子体(尤其是氧等离子体)可以提高UH MPE 纤维化合物的粘附性.S .I .Moon 等用氩等离子体来处理UHMPE 纤维[11],表明等离子体会在UH MPE 纤维表面上产生微针孔,而这些微针孔通过在UHMPE 纤维与树脂间的机械交联作用从而增加表面粘附性.在氩等离子体处理较长时间后,会改变UHMPE 纤维表面的化学特性,减少含氧基团,从而降低机械交联作用.因此,通过机械交联作用而增加表面粘附性的前提条件是UHMPE 纤维与乙烯树脂间相互浸润.在金属表面上聚合有机物或使聚合物的表面金属化都涉及到聚合物与金属之间的粘附性问题.如具有好的热稳定性,低介电常数的氟塑料聚合物的表面金属化在微电子工业领域中有很好的应用潜力.但由于大多数氟聚合物的物理和化学上的惰性,使得金属在其上的粘附能力很低.最近在这方面的研究相当多[12,13].如E .C .Zhang 等研究聚四氟乙烯(PTFE )与铝金属间的粘附[14],他们先用氩等离子体(频率为40kHZ ,功率为35W ,氩气的压强为80Pa )对PTFE 进行预处理,并暴露在大气中约10min 以产生氧化物和过氧化物,然后在其上进行丙烯酸脂甘油醇即GMA 的接枝共聚合,再进行热蒸发铝,结果使带有GMA 接枝共聚合物的PTFE 与Al 之间的粘附力是PTFE 与Al 间的22倍,是仅经过Ar 等离子体预处理的PTFE 与Al 115第1期肖 梅等:低温等离子体在材料表面改性中的应用116东南大学学报(自然科学版)第31卷之间的3倍.E.Dayss分别用3种方法[15]:机械粗糙法,氧气、氮气、氩气低压等离子体和产生中间层法对聚丙烯进行处理,研究金属在其上的粘附特性,结果是机械粗糙法在提高聚丙烯与铜之间的粘附力方面有效,但等离子处理会导致更好的结果,尤其是Ar等离子体.用等离子体聚合丙烯酸中间层含有C—O键表现出非常强的粘附性.聚合物膜可分为极性聚合膜和非极性聚合膜.非极性聚合膜的电介体在生物和医药领域作用很大,但其电核存储能力和存储稳定性并不令人满意,而极性聚合膜的电介特性很好,但价格昂贵,因此从实用出发,如何提高非极性膜的电特性是很有价值的研究工作.Wei Feng用SF6,O2和Air等离子体对聚丙烯膜表面处理,由于改性过程中有隧道效应,增加了表面阱密度,尤其是C—F,C C,C O键的引入,就像一个深阱一样可以使得存储电核的能力和稳定性提高了50%.聚合物广泛应用于建筑材料、交通和电子工程中,但由于其独特的化学组成而易于燃烧,故阻燃性成为很重要的需求.Ser ge B ourbigot在聚酰氨6(PA6)聚合物表面上用等离子体聚合法形成1层50μm厚的聚硅氧烷,使热传导率下降30%,且产生了许多不完全阻燃反应[16].3 低温等离子体在生物功能材料的表面改性中的应用由于低温等离子体的独特特性,最近几年在生物医药领域中已经引起人们越来越多的注意和兴趣.如用等离子体杀菌[17];分离薄膜的等离子体改性[18,19],用于降低蛋白质的吸附解决薄膜的污染问题;在玻璃基片上用等离子体喷涂[20],或将粒子束辅助沉积与物理气相沉积中离子注入相结合;在钛金属上形成含羟基的磷灰石来研究骨移植[21];研究可用做生物材料的有机化合物、金属、聚合物等材料的生物相容性[22～26].利用聚合物、金属材料制成的生物功能材料已广泛应用于人造器官、组织移植、血管手术等方面.由于血液对异体材料非常敏感,故材料的血液相容性在生物相容性中非常重要,这直接关系到临床使用的安全性和有效性.研究表明血液相容性与材料基片的表面特性如表面亲水性、表面的化学组成有关[27].在治疗冠状血管疾病时,常用的临床方法是做冠状血管成形术(PTCA),即在血管中用金属扩张物将血管撑开.但其中所用的金属化的斯特坦固定膜仍有较高的凝血性(这是因为金属表面常带有正电核且表面自由能高的缘故),故血管会再狭窄hann等[28]在金属表面用CVD方法聚合氯化对二甲苯,再用SO2微波等离子体处理.结果表明:经过SO2等离子体处理后接触角下降到15°,材料表面的亲水性提高.在研究人类血液蛋白纤维蛋白在其上的吸附实验中发现:经过二氧化硫等离子体处理后,纤维蛋白的吸附由原先的95%下降到54%,血小板的吸附也大大下降,材料的血液相容性得到提高.又如,有一些研究小组在材料中引入某些功能团如磷,可以提高生物环境与功能材料间的血液相容性[29,30].Jui-Che Lin在研究合成生物材料的血液相容性时,分别聚合2个不同的有机亚磷酸盐,即磷酸三甲脂((CH3O)3P)和((C H3)2C HO)3P),希望产生的薄膜中含有磷的功能团;另外将磷酸三甲脂和硫酸二甲脂进行共聚合,希望产生既含有磷的功能团又含有硫功能团的薄膜材料.通过扫描电子显微镜观测3种材料对血小板吸附的实验发现,与没有处理的玻璃基片相比,等离子聚合的磷酸三甲脂((CH3)2CHO)3P)已经降低血了小板的活性,血小板的吸附也减少了,但磷酸三甲脂和硫酸二甲脂的共聚合膜的血小板吸附量更少[28].最近,等离子体技术在生物医药领域中又有一个新的应用趋势,即等离子体化学微图形技术[31,32].用于移植、组织培养或其他用途的人造生物材料必须与所处的生物环境有生物相容性.提高聚合物材料生物相容性的早期方法是准备含与细胞外介质(EC M)相似的氮和氧的功能团的基片.目前,在发展需粘附细胞的生物相容性表面时,集中在固定EC M蛋白质于基片表面上.对于那些不需要粘附细胞,如血细胞的材料表面改性所使用的技术是产生具有高度惰性的表面,如氟化的碳氢化合物,或具有生物活性的分子禁止细胞固着,或产生具有高度亲水性的基团等.如果对于整个微图形表面生物相容性或生物惰性都能得到保证,那么微图形细胞培养可以在生物工程中发挥极大的作用.Wei Feng,Xia J inghua,Tu De min.SF6,O2,Air glo w discharge improve the el ectret propert y of biaxially oriented pol ypropylene fil m.IEEE,1996.99～103.4 结 语低温等离子体技术正广泛应用于金属材料、聚合物材料、生物功能材料的表面改性的研究,有的已经投入生产.尽管低温等离子体技术对材料的表面改性范围越来越广,但对各种粒子与表面相互作用的机理,人们还了解得不清楚,有待进行理论研究.一旦有所突破,必将对其应用产生积极作用.参考文献1 Wang W ,Booske J H ,Baum C ,et al .Modification of bearing steel surface by nitrogen plasma source ion implantation for corrosion protection .Surface and Coating Technology ,1999(111):97～1022 Sun Y ,Bell T 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material's surface properties,but cannot change its bulk property.For exa mple,to metal like stainless steel,N2ion source ion implantation can form iron's nitrides like Fe2N,Fe3and Fe4N which can improve its micr o-hardness and c orrosion resistance;O2,N2plasma can induce the for mation of micr o-pinhole on the surface of polymer materials,that improves their wettability and adhesion properties.The high-molecular material like poly(2-chloro pa-raxylyylene)polymerized on biomaterials using plasma polymerization can reduce the adsorption of blood platelet. Therefore cold plasma has a good foreground at the modification of materials.Key words: cold plasma;surface modification;functional material。