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復(fù)合材料膠接表面的等離子清洗技術(shù)
等離子處理技術(shù)是指通過(guò)等離子體中的高能粒子對(duì)材料表面進(jìn)行轟擊，使表面物質(zhì)降解，增加表面粗糙度，若等離子體中有其他活性粒子，如氧等離子，則可與表面物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而使表面活化的一種方法。等離子體處理技術(shù)可適用于纖維、塑料、橡膠以及復(fù)合材料的表面處理。
根據(jù)氣體類型的不同，等離子體中的粒子組成也不同，但這些粒子均由電子、正負(fù)離子、自由基和未被電離的分子、原子組成。在等離子處理物質(zhì)表面時(shí)，高能電子會(huì)首先轟擊物質(zhì)表面，使表面的化學(xué)鍵斷裂，并形成小分子而揮發(fā)。在化學(xué)鍵斷裂的同時(shí)，等離子體中的活性成分，如氧等離子、自由基，可與表面因電子轟擊而斷裂的化學(xué)鍵重新結(jié)合，殘留在表面而活化表面。因此通常經(jīng)等離子體處理后的表面，粗糙度會(huì)顯著增加，同時(shí)表面會(huì)留有活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)可在膠接時(shí)與膠黏劑發(fā)生化學(xué)鍵合，能顯著提高膠接強(qiáng)度。若產(chǎn)生等離子體的氣體中僅含有惰性成分，則只能生成一個(gè)粗糙的表面。
用于復(fù)合材料增強(qiáng)用的碳纖維表面光滑且惰性較高，未經(jīng)表面處理增強(qiáng)樹脂時(shí)，纖維表面剪切力薄弱，增強(qiáng)效果不佳，極易在纖維樹脂界面處發(fā)生破壞。等離子體表面處理是碳纖維表面處理技術(shù)中的重要一種，相比于其他氧化處理、表面涂層方法，等離子處理方法對(duì)纖維自身性能損傷最小，且處理過(guò)程幾乎無(wú)其他廢物產(chǎn)生，是一種環(huán)境友好型的處理工藝。
應(yīng)用于通用塑料及橡膠的等離子體處理技術(shù)較目前機(jī)械打磨、拋光等方法相比，雖能獲得較好的表面質(zhì)量，但處理成本較高，難以大量推廣應(yīng)用，但適合對(duì)粘接質(zhì)量要求較為苛刻的場(chǎng)合。
經(jīng)等離子處理后纖維和樹脂的界面結(jié)合力能夠明顯提升，剪切強(qiáng)度顯著提高。最適合于復(fù)合材料膠接表面的介質(zhì)阻檔放電等離子處理技術(shù)。介質(zhì)阻檔放電可以在常溫常壓中穩(wěn)定進(jìn)行，產(chǎn)生連續(xù)的等離子源，且放電設(shè)備造價(jià)合理，因此確保了其在工業(yè)化應(yīng)用時(shí)的成本和連續(xù)性；其次，介質(zhì)阻檔放電能夠通過(guò)反應(yīng)性氣體（如氧氣）產(chǎn)生能夠活化復(fù)合材料表面的粒子，可以確保表面能夠提高足夠的膠接強(qiáng)度。
