鋁合金表面經等離子清洗機處理后,膠接強度明顯增加,為探究等離子體處理鋁合金界面粘結強度的影響機制,本章通過對等離子體處理前后的鋁合金表面進行表面特性
表征,包括表面潤濕性、表面形貌、表面粗糙度、以及表面化學組分進行表征和分析,研究等離子清洗機對鋁合金表面特性的影響規律和機制。

PLUTO-T等離子清洗機
鋁合金表面潤濕性分析

(a)水接觸角

(b)二碘甲烷接觸角

等離子體處理前后7075鋁合金表面自由能
等離子體處理后,鋁合金材料表面自由能從 39mJ/m2 提高至68mJ/m2,其中極性分量從3mJ/m2 提高至31mJ/m2,而非極性分量無明顯變化。極性分量所占比例的顯
著增加(從6.51%增加至51.17%),說明等離子體處理通過增加表面極性分量及其所占比例,可以顯著提高鋁合金表面潤濕性及表面吸附性能,有利于膠粘劑在鋁合金
表面的黏附。
鋁合金表面形貌分析

等離子體處理前后 AA7075 鋁合金表面 SEM 圖
鋁合金表面經等離子體處理后,隨著處理距離從10mm 降低至5mm,鋁合金表面不規則污染物痕跡逐漸減少,鋁合金表面清潔度得到明顯改善。
鋁合金表面粗糙度分析

等離子體處理前后鋁合金表面粗糙度輪廓
經等離子體處理后,鋁合金表面粗糙輪廓及表面積的增加,以及表面污染物及氧化物的減少,等離子體處理可以增大鋁合金與膠粘劑界面粘結面積及機械互鎖,提高膠接性能。
鋁合金表面化學組分分析




等離子體處理前后AA7075鋁合金表面C1s、O1s圖譜
等離子體中的活性粒子可以使鋁合金表面活性增強,同時CH2/CH3等官能團的減少,說明鋁合金表面含碳污染物減少,表面清潔度有所改善,水和OH鍵的增加,
再次表明等離子體中活性離子使鋁合金表面潤濕性能顯著提高,并可以增加膠粘劑在鋁合金表面的附著力。
等離子清洗機可以清除鋁合金表面部分污染物,同時在基體表面產生均勻微米級溝壑輪廓,經等離子體處理后,鋁合金表面最大高度差逐漸降低,表面清潔度增加,均
勻且粗糙的微觀輪廓形貌有利于基體表面與膠粘劑形成更多機械互鎖。
經等離子體處理后,有利于膠粘劑在鋁合金表面更好的潤濕性及表面吸附性能;有利于基體表面與膠粘劑形成牢固的化學鍵合,從而提高鋁合金與膠粘劑的界面粘結性能。