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更新時間:2025-11-21
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銅箔作為電子電路、鋰離子電池等領域的核心基礎材料,其表面特性尤其是親疏水性,直接影響著材料的附著力、涂層均勻性及電化學性能。親疏水性是表征固體表面與液體相互作用的核心指標,通常通過接觸角(Contact Angle)來量化。接觸角小于90°為親水表面,大于90°則為疏水表面。對銅箔而言,這一性質至關重要:
附著力與結合強度:在印制電路板(PCB)制造中,銅箔與基材的結合需要優異的粘結性能。適度的親水性有助于增強樹脂、膠粘劑等在銅箔表面的鋪展與滲透,提升界面結合力。
涂層均勻性:在鋰離子電池領域,銅箔作為負極集流體,其表面涂布的活性材料漿料的均勻性,極大程度上依賴于銅箔的親液性。親水性表面能確保漿料良好鋪展,避免干燥后出現裂紋、剝離。
抗氧化與防腐蝕:疏水性表面能有效阻隔環境中的水分子,減緩銅箔的氧化和腐蝕,這對于提高材料的長期可靠性及壽命具有積極作用。
因此,精確評估與控制銅箔表面的親疏水性,是實現其高性能應用的前提。而北斗接觸角測量儀采用先進的光學成像與數字圖像分析技術,為銅箔表面分析提供了高精度、高效率的解決方案:
1、高精度測量:通過自動滴液系統與高分辨率攝像頭,可精準捕捉液滴在銅箔表面的瞬態形態,并利用Young-Laplace方程擬合計算靜態接觸角,精度可達±0.1°。
2、動態過程分析:不僅可測靜態接觸角,還能進行滾動角、動態前進角/后退角分析,全面評估表面的潤濕性差異與均勻性。
3、表面能計算:通過測量不同極性/非極性液體在銅箔表面的接觸角,可計算其表面能及其分量,為表面改性工藝提供關鍵數據支持。
4、自動化與標準化:一鍵式操作流程有效減少了人為誤差,支持批量檢測,非常適合生產線上的快速質量監控。
以某型號鋰電池用銅箔為例,使用北斗接觸角測量儀進行表面親疏水性評估:
1、樣品準備:選取未處理銅箔與經過不同等離子體處理后的銅箔樣本。
2、測試條件:使用去離子水為測試液體,滴液體積2μL,環境溫度25°C,相對濕度50%。
3、測量過程:
自動滴液系統在銅箔表面形成穩定液滴。
高速相機在液滴接觸表面瞬間捕捉圖像。
分析軟件自動識別液滴輪廓并計算接觸角。
4、結果與分析:
未處理銅箔:接觸角約為75°,表現為中等親水性,但其表面能較低,可能導致涂層附著力不足。
等離子體處理后的銅箔:接觸角顯著降低至25°以下,呈現超親水狀態。表面能大幅提高,有效改善了涂層漿料的鋪展與滲透。
均勻性評估:通過在銅箔表面不同位置進行多點測量,驗證了等離子體處理的均勻性,接觸角標準差小于2°,符合高質量生產要求。