激光輻照聚合物材料改性研究.pdf

1、導(dǎo)電塑料可低溫加工、大面積化制作，具有拉伸性、柔韌性、制作成本低、組件特性好等優(yōu)點(diǎn)，對電子及信息工業(yè)產(chǎn)生著巨大的影響。 本論文以激光輻照作為主要技術(shù)手段，通過248 nmKrF準(zhǔn)分子激光輻照聚偏氟乙烯(PVDF)薄片可誘導(dǎo)其表面導(dǎo)電性變化，使其表面電導(dǎo)率從10<'-13>Ω<'-1>cm<'-1>數(shù)量級提高到10<'-4> Ω<'-1>cm<'-1>數(shù)量級，實(shí)現(xiàn)由絕緣到導(dǎo)電的轉(zhuǎn)變。通過調(diào)整激光能量密度、光束質(zhì)量、環(huán)境氣氛、脈沖頻

2、率和輻照脈沖數(shù)等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率的變化與上述工藝參數(shù)有關(guān)，從而確定出激光輻照誘導(dǎo)PVDF導(dǎo)電性質(zhì)的最佳工藝條件。同時采用YAG三倍頻激光器和綠光固體激光器作為輻照源，對PVDF進(jìn)行了輻照對比實(shí)驗(yàn)。 通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深入分析，結(jié)合X射線衍射、拉曼光譜、紅外光譜，光電子能譜，光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡等實(shí)驗(yàn)儀器表征，探討了激光輻照誘導(dǎo) PVDF導(dǎo)電性質(zhì)的微觀機(jī)理，得出如下結(jié)論：激光與PVDF發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)，打斷了PVDF的C-F鍵

3、，并在表面生成了具備導(dǎo)電性的單晶和多晶石墨，致使PVDF樣品導(dǎo)電性發(fā)生突變。采用掃描電子顯微鏡、拉曼光譜、逐點(diǎn)掃描拉曼成像、X射線能譜和原子力顯微鏡等多種實(shí)驗(yàn)手段對經(jīng)激光輻照后的PVDF樣品進(jìn)行了輻照斷面和輻照表面的分析，確定出導(dǎo)電層的厚度約7.5μm；并證實(shí)激光輻照后樣品表面產(chǎn)生了不均勻結(jié)構(gòu)，形成了石墨的不均勻分布，表面粗糙度增大，且產(chǎn)生的不均勻結(jié)構(gòu)與原始樣品本身結(jié)構(gòu)有關(guān)。上述結(jié)論為進(jìn)一步深入解釋 PVDF導(dǎo)電原因及激光與聚合物相互作