利用電漿聚合親水膜改良金屬表面的濕潤性及金屬與高分子材料 ...

吾人以高週波電漿(radio frequency plasma)為電漿源，將HMDSO與氧氣混合所沉積的親水性薄膜，改質於鋁金屬與聚四氟乙烯(Polytetrafluoro-ethylene, PTFE)的表面上， ... 資料載入處理中... 跳到主要內容 臺灣博碩士論文加值系統 English | Mobile 免費會員 登入| 註冊 功能切換導覽列 訪客IP：165.22.59.181 字體大小：       ::: 詳目顯示 recordfocus 第1筆/ 共1筆  /1頁 論文基本資料 摘要 外文摘要 目次 參考文獻 紙本論文 QRCode 本論文永久網址: 複製永久網址Twitter研究生:賴佳正研究生(外文):Jia-ZhengLai論文名稱:利用電漿聚合親水膜改良金屬表面的濕潤性及金屬與高分子材料間的黏著性論文名稱(外文):ToImproveTheWettabilityOfMetallicSurfaceAndTheAdhesionBetweenMetallicAndPolymericMaterialsThroughAPlasmaPolymerizedHydrophilicFilm指導教授:陳長仁指導教授(外文):n學位類別:碩士校院名稱:崑山科技大學系所名稱:機械工程研究所學門:工程學門學類:機械工程學類論文種類:學術論文論文出版年:2004畢業學年度:92語文別:中文論文頁數:86中文關鍵詞:附著力、蒸發器、電漿、親水性、PTFE外文關鍵詞:plasma、evaporator、hydrophilicity、PTFE相關次數: 被引用:0點閱:2085評分:下載:0書目收藏:0 材料的界面科學一直是被大眾所討論的話題，依不同的應用領域，物件表面之親疏水特性往往會影響到所呈現的結果。

而表面改質的方式有數種，其中電漿鍍膜是常被使用的方法，尤其在電子產業的應用，本研究的目的之一是探討電漿鍍膜在蒸發器排水的應用。

另一目的是量測PTFE鍍膜後光學特性的改變。

吾人以高週波電漿(radiofrequencyplasma)為電漿源，將HMDSO與氧氣混合所沉積的親水性薄膜，改質於鋁金屬與聚四氟乙烯(Polytetrafluoro-ethylene,PTFE)的表面上，用以改變材料表面的極性。

在鋁金屬表面的親水性研究方面，利用致冷晶片為冷源，設計成水滴凝結溫度控制設備，在未經電漿親水理過的試片做水滴凝結實驗時，水份會以小水滴的形態停留在試片表面上，而經電漿親水處理過的試片，水份會以水膜的形態存在於試片表面上。

若試片有傾斜時表面上所殘留的水分較未經處理過的試片來的少，所以親水處理可以減少水汽回流至冷房的情形而達到除濕的目的，利用致冷晶片可以很清楚看出親水膜上殘留水份明顯減少。

在高分子表面的黏著性方面的研究，將高分子材料PTFE經電漿親水處理過後，水滴角由原先的100度降至26度，這對後續的接著作業將有很大幫助。

而光學方面為監測PTFE上HMDSO鍍膜情形，採用雷射光源量測其BRDF(雙向反射分佈函數)，可以瞭解散射、朦朧與鏡面三者變化情形。

Theinterfacialscienceofmaterialhasalwaysbeendiscussedbyscientists.Inthedifferentappliedareas,thehydrophilicityandthehydrophobicityontheobjectsurfacewilltremandolouslyaffecttheadhesion.Therearemanykindsofsurfacemodificationsprocess,oneofthemostcommontreatmentsistheplasmacoatingtechnology;especiallyfortheelectronicindustry.Oneoftheobjectivesofthisstudyistoinvestigatethedrainagepropertyofplasmathinfilmcoatingontheevaporatorsurface,theotherobjectiveistomeasurethealterationofopticcharacteristicsofPTFEafterplasmacoatingtreatment.Weemploytheradiofrequencyplasmageneratorasaplasmasource,andthenproducealayerofhydrophilicfilmonthealuminumandthePTFEsurfacesbytheHMDSOmixedwithOxygenwhichflowsintotheplasmareactor.Weusetheplasmacoatingtechnologytoalterthesurfacecharacteristicsofmaterials.Inthestudyofhydrophilicityonaluminumsurface,weutilizethethermo-electriccoolerasacoolingsource,anddesignatemperaturecontrolleddropletcondensationapparatus.Duringdropletcondensationprocess,thewatermoleculewillretainontheuncoatedtestsampleasalittledroplet.Ontheotherhand,thewatermoleculewillretainonthecoatedtestsampleasawaterthinfilm.Ifwemakethetestsampletilted,itcanbefoundthatthecoatedtestsamplehaslesswaterretainedonthesurfacethentheuncoatedone.So,thehydrophilictreatmentplusthegravitycaneffectivelywithdrawthewatermoleculebeforereturningtotheconditioningroomandthehumilitycanbereduced.Inthestudyofadhesiononthepolymersurface,thewatercontactangleofPTFEsurfacechangedfrom100∘to26∘aftertheplasmahydrophilictreatment.Itisabenefitforlateradhesiveoperation.Intheopticaspect,weemploylasertomeasuretheBRDFofhydrophilicfilmonthePTFE.TheresultsshowtheclearlyvariationsbetweenSpecula,HazeandDiffuse. 中文摘要i英文摘要ii誌謝iv目錄v表目錄viii圖目錄ix符號說明v一、緒論11-1前言11-2研究動機與目的21-2-1冷氣系統之親水表面改質21-2-2聚四氟乙烯(PTFE)的性質與親水表面改質31-2-3致冷晶片的應用31-3研究內容5二、理論基礎62-1電漿的基本原理62-1-1電漿的形成62-1-2電漿的種類102-1-3何謂RF電漿122-1-4RF電漿電位特性132-2電漿化學142-2-1電漿輔助化學氣相沉積原理142-2-2低溫電漿的應用162-2-3電漿表面處理172-3聚四氟乙烯(PTFE)192-3-1聚四氟乙烯(PTFE)的性質192-3-2機械性質192-3-3耐化學品性202-3-4氣體及液體的吸收與滲透202-3-5電氣性質202-4界面科學212-4-1材料界面科學212-4-2界面黏著理論222-4-3Surfaceevolver292-5老化(aging)現象302-6水汽回吐之意義312-7致冷晶片之致冷原理312-7-1熱電致冷晶片特性322-7-2基本運作原理342-8試片表面對光學性質的影響362-8-1二向性反射分佈函數BRDF(BidirectionalReflectanceDistributionFunction)37三、實驗方法與步驟413-1實驗流程圖413-2系統設備423-2-1電源供應器423-2-2溫度擬模測試平台433-2-3BRDF量測之光學平台433-3實驗藥品、材料443-3-1基板材料443-3-2實驗藥品及氣體443-4實驗步驟453-4-1試片前處理453-4-2改質步驟453-4-3BRDF量測之步驟463-5分析與鑑定463-5-1靜態接觸角463-5-2致冷晶片模擬水氣附著量之觀察473-5-3高分子材料表面二向性反射分布函數（BRDF）量測473-5-4掃瞄式電子顯微鏡分析（SEM）47四、結果與討論484-1金屬與高分子材料表面經電漿改質前後之性質分析與討論484-2金屬表面之自由能高低與表面形態對空調系統的影響544-3掃瞄式電子顯微鏡（SEM）表面形態分析664-4Surfaceevolver程式計算模擬674-5二向性反射分佈函數對鍍膜表面性質的量測72五、結論79參考文獻80附錄一Surfaceevolver程式82 [1]D.Hegemann,H.Brunner,C.Oehr，”Depositionrateandthree-dimensionaluniformityofRFplasmadepositedSiOxfilms”，SurfaceandCoatingsTechnology142_1442001849_855[2]U.Lappan,H.-M.Buchhammer,K.Lunkwitz，“Surfacemodificationofpoly(tetrafluoroethylene)byplasmapretreatmentandadsorptionofpolyelectrolytes”，Polymer40(1999)4087–4091[3]Z.G.Xiao,T.D.Mantei，“Plasma-enhanceddepositionofhardsiliconnitride-likecoatingsfromhexamethyldisiloxaneandammonia”，SurfaceandCoatingsTechnology172(2003)184–188[4]K.Aumaille,C.Vallee,A.Granier,A.Goullet,F.Gaboriau,G.Turban，“Acomparativestudyofoxygen/organosiliconplasmasandthinSiOxCyHzfilmsdepositedinaheliconreactor”，ThinSolidFilms359(2000)188-196[5]Yoou-BinGuo,FranklinChau-NanHong，“Adhesionimprovementsfordiamond-likecarbonfilmsonpolycarbonateandpolymethylmethacrylatesubstratesbyionplatingwithinductivelycoupledplasma”，DiamondandRelatedMaterials12(2003)946–952[6]Mu-RongYang、Ko-ShaoChen0，“Wettabilityandlubricationofpolytetrafluorethylene(PTFE)byUV-inducedgraftcopolymerizationonplasma-treatedsurface”，Polymer42(2001)6409-6418[7]Gyu-rakKim,HyunukLee,RalphL.Webb，“Plasmahydrophilicsurfacetreatmentfordehumidifyingheatexchangers”，ExperimentalThermalandFluidScience27(2002)1–10[8]H.-Y.Kim,B.H.Kang，“Effectsofhydrophilicsurfacetreatmentonevaporationheattransferattheoutsidewallofhorizontaltubes”，AppliedThermalEngineering23(2003)449–458[9]X.M.Wu,RalphL.Webb，“Investigationofthepossibilityoffrostreleasefromacoldsurface”，ExperimentalThermalandFluidScience24(2001)151-156[10]Z.J.Yu,E.T.Kang,K.G.Neoh,K.L.Tan，“Surfacepassivationofepoxyresinwithacovalentlyadheredpoly(tetrafluoroethylenelayer”，SurfaceandCoatingsTechnology138(2001)48-55[11]林伯耕，感光性介電材料於高密度印刷電路板之研究，“中國文化大學材料科學與製造研究所”，台北市，2001[12]K.Aumaille,C.Vallee,A.Granier,A.Goullet,F.Gaboriau,G.Turban，“Acomparativestudyofoxygen/organosiliconplasmasandthinSiOxCyHzfilmsdepositedinaheliconreactor”，ThinSolidFilms359(2000)188-196[13]彭志剛，“以電漿處理聚四氟乙烯表面改質之研究”，國立中央大學化學工程研究所，2001[14]陳學禮，“利用六甲基矽氧烷做作為ArF準分子雷射微影之底抗反射層研究”，毫微米通訊第七卷第四期[15]王俊堯，“以電漿化學氣相沈積法在光學塑膠上成長親/疏水性光學薄膜”，國立成功大學化學工程所，1999[16]高正雄，“電漿化學-新LSI時代材料技術”，復漢出版社，1999[17]莊達人，“VLSI製造技術”，高立出版社，1995，P155。

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