【編號】2020-39
　　【題名】氮離子注入對聚四氟乙烯表面電荷積聚和消散特性的影響
　　【作者】劉暢，宋法倫，朱明冬等
　　【機構】中國工程物理研究院應用電子學研究所，高功率微波技術重點實驗室；中國工程物理研究院研究生院；哈爾濱工業大學先進焊接與連接國家重點實驗
　　【刊名】強激光與粒子束（2020年07期）
　　【文摘】為了抑制聚四氟乙烯材料表面電荷積聚，采用射頻產生氮等離子體對其表面進行等離子體浸沒離子注入以改善其表面性能。對注入前后的聚四氟乙烯材料樣品進行了X射線光電子能譜分析(XPS)、傅里葉紅外光譜測試(FTIR)、水接觸角測量、表面電阻率測量以及表面電位衰減測量，并基于等溫表面電位衰減理論對其表面陷阱能級和密度分布進行了計算，以分析聚四氟乙烯樣品經離子注入處理后其表面成分和物理性能的變化，并研究了這些變化對聚四氟乙烯樣品表面電荷積聚和消散特性的影響。結果表明：氮離子注入后，聚四氟乙烯材料表面化學成分的主要變化是自身分子結構的破壞和轉化，部分CF2結構轉變為CF和CF3結構，導致樣品表面陷阱能級變淺；水接觸角升至140°左右，比未處理樣品上升了約27°，表面電阻率降至3×1015Ω，比未處理樣品下降了兩個數量級；表面電暈放電1min后，經氮離子注入處理的聚四氟乙烯材料表面積聚電荷量減少，消散速度加快，這是因為表面陷阱能級變淺有利于表面電荷脫陷，同時表面電阻率降低也促進了表面電荷沿面傳導的消散過程，聚四氟乙烯樣品表面陷阱能級分布曲線也證實了這一論點。