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在物理作用下等離子體中的大量離子、激發態分子及自由基等多種活性粒子，會作用到固體樣品表面，能清除表面原有的污染物和雜質。此過程也會產生刻蝕作用，能夠將樣品表面變粗糙，形成許多微細坑洼，增大了樣品表面的粗糙比例，提高了固體表面的粘合及浸潤性能。
等離子表面處理激活鍵能與交聯的作用
等離子體中的粒子能量在 0~20eV之間，而聚合物中大部分的鍵能在 0~10eV之間。因此等離子體通過等離子表面處理作用到固體表面后，能夠將固體表面的原有的化學鍵破壞，營造出一種新的反應氛圍，等離子體中的自由基中能夠與這些鍵形成網狀的交聯結構，大大地激活了表面的活性。
等離子表面處理能夠形成新的官能團
進行等離子表面處理時在放電氣體中引入反應性氣體，會在活化的材料表面產生復雜的化學反應。在此過程中材料表面可以引入新的官能團，如烴基、氨基、羧基等，這些新的官能團都是一些活性基團，能夠明顯提高材料表面的活性。
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