表面超硬耐磨聚合物材料的制备及其机理研究

聚酰亚胺、聚乙烯、聚碳酸酯等聚合物薄膜经一定剂量的高能He（+）和B（+）离子注入改性，其表面硬度和耐磨性发生了很大变化。聚酰亚胺经过1.0Mer、1.5Mer、2.0Mer、2.5Mer的He（+）注入后，做电子磨损实验，测量表面硬度，进行X-射线光，电子能谱、红外、扫描电镜、透射电镜等分析，发现聚酰亚胺经1.0Mev 的He（+）注入时具有最佳耐磨值，其耐磨性能强于滚珠钢球。光电子能谱显示表面层中O、N原子含量降低，C的相对含量则提高；表明注入层形成以苯环为主的三维立体结构。透射电镜分析发现，经He（+）注入后聚酰亚胺薄膜表面形成了不连续的薄晶区，且有单晶，这是硬度和耐磨性能提高的重要原因之一。