王穎婕

摘 要：本文通過對常見化學(xué)材料表面處理技術(shù)如手工處理，金屬鈍化，熱噴涂技術(shù)，滲透擴(kuò)散處理與有機(jī)高分子材料表面處理技術(shù)如聚氯乙烯，聚乙二醇，聚四氟乙烯，聚苯烯酰胺等不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，旨在對未來表面處理技術(shù)發(fā)展帶來一定幫助。

關(guān)鍵詞：化學(xué)材料 表面處理 有機(jī)高分子材料

隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展，各國之間的材料相互輸入，輸出材料優(yōu)化升級，越來越成為各國材料輸出競爭，不可或缺的一項標(biāo)準(zhǔn)，各國對材料的要求強(qiáng)度也不斷提升，伴隨科技的飛速發(fā)展，材料表面的高標(biāo)準(zhǔn)高要求需要從底層不斷地進(jìn)行突破，伴隨著全球各地科研人員的不斷研發(fā)而涌現(xiàn)出無數(shù)的新技術(shù)，本文通過對化學(xué)材料表面處理技術(shù)的總結(jié)，希望對未來表面處理技術(shù)水平的不斷發(fā)展起到一定的作用。

一、常見化學(xué)材料表面處理技術(shù)

由于現(xiàn)今對常見化學(xué)材料表面處理技術(shù)介紹十分豐富，本文只簡略列舉幾項技術(shù)，從歷史的角度去重新認(rèn)識。

1.手工處理。用手工（如刮刀、鋼絲刷或砂輪等）除去工件因長時間工作產(chǎn)生的氧化皮或銹跡等。作為最為傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)，其可適用于一些大型元件，由于其耗時耗力質(zhì)量差，且清潔度低，在科技不斷發(fā)展的今天已漸漸被其他技術(shù)所取代。

2.利用金屬特性使材料表面鈍化。表面鈍化（passivation）分為化學(xué)鈍化與機(jī)械鈍化?；瘜W(xué)鈍化是由金屬與介質(zhì)經(jīng)自然作用所產(chǎn)生的，使金屬表面的氧化還原狀態(tài)發(fā)生變化并引起金屬電化學(xué)行為，使其具有貴金屬（Au，Ag，Pt）的特征。機(jī)械鈍化是因金屬表面狀態(tài)變化引起其腐蝕速率降低，但電極電勢并不發(fā)生朝正極方向移動的鈍化。目前的鈍化原理是基于形成相膜（forming phase membrane）的理論，而這些理論尚且還沒有相應(yīng)的文獻(xiàn)和技術(shù)資料的支持。

3.熱噴涂（Thermal Spraying）技術(shù)。熱噴涂技術(shù)將噴涂料涂敷在非金屬或細(xì)微分散的金屬表面形成不同功能（multifunctional）的表面涂層，該技術(shù)通過使用涂層材料（surface coating）在基體上形成一定的沉積層（condensation layer）。熱噴涂的涂層可以通過電弧噴涂或有火噴涂使產(chǎn)品得到修復(fù)。在噴涂時可利用樣子燃燒產(chǎn)生的熱流，使一般為絲狀或者粉末狀的金屬或者非金屬材料在強(qiáng)烈的熱流下借助壓縮空氣與自身速度，噴涂到已處理的基體表面。目前，該技術(shù)正在向著專業(yè)化和智能化的方向發(fā)展。

4.滲透擴(kuò)散處理。向介質(zhì)放入物件，并使其中的金屬或非金屬滲入物件，便是滲透擴(kuò)散處理，其優(yōu)點(diǎn)在于，滲透技術(shù)是使元素直接進(jìn)入物件，而不是像其他技術(shù)將元素覆蓋在物件表面。通過滲透技術(shù)獲得的新元件滲透元素與原材料結(jié)合無分層，其組成成分與性能漸進(jìn)變化，提高融合度增強(qiáng)整體化，且兩成分作用緊密，使脆性降低，以滲碳與滲氮兩種技術(shù)為例：

（1）滲碳技術(shù)：滲碳可增強(qiáng)物件耐磨程度（Wear resistance）、表面硬度（Surface hardness）以及內(nèi)部韌性（internal toughness），對其進(jìn)行加熱，增加物件的使用壽命和使用強(qiáng)度。滲碳技術(shù)便是使物件浸入滲碳介質(zhì)中，取出后經(jīng)過淬火（quenching）和低溫回火（tempering），將碳滲入物件之中。

（2）滲氮技術(shù)：滲氮可以使物件產(chǎn)生高硬度（high hardness）、高耐磨性（high wear resistance）的新的特性，滲氮技術(shù)主要是將氮元素滲入特定鋼上，由于所需工作周期長，因此該技術(shù)的運(yùn)用并不廣泛。

二、有機(jī)高分子材料表面處理技術(shù)

有機(jī)高分子材料在高分子材料中占比最大，應(yīng)用也是為廣泛，分為天然（natural）有機(jī)高分子材料和人工（artificial）合成有機(jī)高分子材料，人工合成有機(jī)高分子材料由有機(jī)化合物或有機(jī)高分子化合物質(zhì)制得，相比于其較大的相對分子質(zhì)量，其組成結(jié)構(gòu)單元則相對簡單，簡單結(jié)構(gòu)重復(fù)連接形式，如聚乙烯，這種結(jié)構(gòu)單元就有鏈接，其中n為聚合度。由許多鏈接，而聚合度不同的化合物所組成的混合物即為有機(jī)高分子化合物。下文將介紹幾例常見有機(jī)高分子材料。

1.聚氯乙烯。其應(yīng)用廣泛，那化學(xué)品腐蝕性及電絕緣性優(yōu)良，且隨相對分子質(zhì)量的增加（即n值越大）該性質(zhì)越強(qiáng)，即使在一百度下也可長期使用。將聚氯乙烯加工成為電解槽及其相關(guān)結(jié)構(gòu)，可節(jié)約大量金屬，并避免金屬槽，因溶液等因素遭到腐蝕，使鍍液污染。

2.聚乙二醇，相對分子質(zhì)量高，常用于電鍍鋅及其合金的添加劑，能溶于水，但不發(fā)生水解，與許多化學(xué)藥品不發(fā)生反應(yīng)。

3.聚四氟乙烯。具有優(yōu)良的耐熱性，可在280度下長期使用。除液氟和熔融鈉，可耐一切化學(xué)品腐蝕。對于工程建設(shè)作用十分明顯，將其加工成為棒，管帶狀物及，薄膜等，可用于車間要求耐腐蝕性高的物品，如管道，容器泵，閥門等的表面處理，聚四氟乙烯懸浮液常用于制備自潤滑復(fù)合鍍層，且聚四氟乙烯常用于不粘鍋的制造，但由于涉及餐飲方面，研究表明，氟的存在影響人們的身體健康，在歐美國家已漸漸被取代。

4.聚苯烯酰胺。為水溶性樹脂，常作為是凝聚促進(jìn)電鍍廢水處理時的沉降，過濾澄清的速度加快。

5.聚苯乙烯磺酸型。離子交換樹脂。二維有機(jī)高分子基團(tuán)。該離子交換樹脂是由具有一定交換結(jié)構(gòu)的高分子骨架與磺酸基組成。再去離子水的制備及廢水處理，作用巨大。

6.難粘高分子材料。不經(jīng)特殊的表面處理，很難用普通膠粘劑粘接的材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等聚烯烴和聚四氟乙烯（PTFE）類含氟高分子材料叫做難粘高分子材料。由于在應(yīng)用過程中，會遇到同種材料之間的粘接問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]周德強(qiáng).關(guān)于對化學(xué)材料表面處理技術(shù)的研究[J].工程技術(shù)：引文版，2016

[2]馬立群.難粘高分子材料的表面處理技術(shù)[J].化學(xué)與粘合，1999