
等离子体改性指利用等离子体中的自由基、离子、激发态物质、紫外光等来改变材料表面的:
1,化学组成(官能团)
2,能量(亲水性/疏水性)
3,粗糙度
4,粘附能力
5,清洁度
等离子体作用深度通常只有 1–10 nm,是纯“表面工程”,不会改变材料本体性质
等离子体材料改性过程
以PEEK为例:
第一步:打断旧键
等离子体中的高能粒子(电子、离子等)像无数微小的子弹一样轰击 PEEK 表面。
这些粒子的能量足以打断 PEEK 分子链中原本稳定的 C-C 键 和 C-H 键。
表面出现了许多“断臂”的碳原子,我们称之为自由基。这些自由基处于极不稳定的状态,非常渴望抓取新的原子来填补空缺。
第二步:嫁接新基团
这是改性的核心。一旦表面有了自由基,只要环境中有活性元素(通常使用氧气 O2 或空气作为工艺气体),反应就会发生。
化学反应: 气体电离产生的氧自由基或者空气中的氧气,迅速与表面“断臂”的碳原子结合。
引入官能团,处理后的表面成功引入了含氧官能团,主要包括:
C-O (醚键或羟基)
C=O (羰基/酮基)
COO (羧基/酯基)
3. 改性结果:从“憎水”变“亲水”

极性增加: 引入的这些 含氧官能团 (C-O, C=O, COO) 都是极性基团。
表面能提高: 它们就像一个个微小的“抓手”,能紧紧抓住水分子等。
等离子改性的常用气体体系


来源于Tom聊芯片智造,作者芯片智造