低溫等離子體技術(shù)處理工藝設(shè)計(jì)對織物濺射銅膜性能影響

納米銅薄膜是一種新型功能材料具有表面效應(yīng)、**效應(yīng)等特性，其導(dǎo)電性能良好在化工、紡織、醫(yī)學(xué)和電子等廣泛應(yīng)用。低溫等離子體處理技術(shù)是一種對環(huán)境友好的表面處理技術(shù)，可應(yīng)用于不同材料的表面處理，以實(shí)現(xiàn)清潔、刻蝕或接枝等。 紡織材料表面采用低溫等離子體技術(shù)處理工藝設(shè)計(jì)后以其為基質(zhì)沉積納米銅薄膜，可作為理想的功能材料并提高紡織品的附加值。未經(jīng)等離子體預(yù)處理的滌綸基材表面較光滑沉積的納米銅顆粒分布不均勻。而經(jīng)氬等離子體預(yù)處理后表面出現(xiàn)凹凸不平，納米銅顆粒基本能覆蓋基材表面形成完整的薄膜。這表明氬等離子體預(yù)處理對滌綸基材有一定的刻蝕作用使纖維表面粗糙度增加，比表面積增大納米銅顆粒較容易吸附在纖維表面。 基材表面未經(jīng)低溫等離子體技術(shù)處理時納米銅膜方塊電阻值為215.2 2/0 ，經(jīng)過氬、氧等離子處理后，銅膜方塊電阻分別為192. 7、137.6 0/0 ，分別降低了10. 6%和36. 1%導(dǎo)電性能顯著提高。這一方面是由于滌綸基材經(jīng)氧等離子體處理后，納米銅顆粒到達(dá)滌綸基材表面的幾率增加；另一方面與銅薄膜中的自由載流子濃度和遷移率也有關(guān)。 基材經(jīng)低溫等離子體技術(shù)處理工藝設(shè)計(jì)氧等離子體處理后因帶負(fù)電荷的氧基團(tuán)解吸附作用薄膜中的氧空位或間質(zhì)性銅原子增加自由載流子濃度增加造成電阻率下降。基材經(jīng)過等離子體處理后，濺射出的銅原子或原子團(tuán)到達(dá)基材表面頻率增加其能量得到明顯增強(qiáng)沉積在基底上有足夠的能量結(jié)晶、遷移等所以自由載流子的遷移率也較高形成的薄膜比較致密顆粒尺寸也比較大。同時晶粒間接散射較強(qiáng)也導(dǎo)致薄膜的電阻率降低。 蒸餾水滴在未經(jīng)等離子體處理的滌綸織物鍍銅表面約20 s后接觸角為97.42°，狀態(tài)近似于球形在織物表面難以鋪開說明鍍銅滌綸織物的潤濕性較差。這是因?yàn)闇炀]纖維的分子結(jié)構(gòu)中缺少羥基、羧基等親水性官能團(tuán)水分子與滌綸纖維大分子之間沒有直接作用力，因此在較長時間內(nèi)都無法將織物潤濕。 蒸餾水滴在經(jīng)低溫氬氣和氧氣等離子體處理過的滌綸織物鍍銅表面的潤濕狀況水滴形態(tài)由球形不潤濕狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)為鋪展的潤濕狀態(tài)接觸角分別降至85. 09 °和36. 79。可見等離子體處理改善了液滴在鍍銅滌綸織物表面的滲入效果。 這是由于等離子體處理的刻蝕作用增加了纖維表面的粗糙度同時也在織物表面引入了一些含氧的極性基團(tuán)(如羥基、羧基等)從而增加了納米銅顆粒與滌綸纖維間的相互作用力。氧等離子體預(yù)處理使滌綸基材表面變化較氬等離子體處理明顯液滴在鍍銅滌綸織物表面接觸角較小親水性能明顯提高。
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