氧化鋁鍍膜磨耗後之表面形貌

塑膠與金屬或是玻璃等材料對磨時，在兩材料介面，塑膠易形成轉移層而附著在 對磨的材料上，一般會形成0.1~1μm 的轉附膜，在對磨過程中，磨屑一方面會產生 轉移披附行為，也可能會在週期磨耗過程中將磨屑推擠並往軌道兩旁堆積[48]。

磨耗試驗後之磨痕殘留碎片，利用放大 100 倍之光學顯微鏡與電子顯微鏡拍攝，

藉以觀察玻璃基板與氧化鋁鍍膜之玻璃基板經過不同材料磨耗後之磨痕殘留碎片表 面形貌。

尼龍 (Nylon)，與玻璃基板及經過氧化鋁鍍膜之玻璃基板對磨後之表面，如圖 4.7 所示。經過氧化鋁鍍膜之玻璃基板所產生的磨痕較未鍍膜玻璃基板深，並明顯可區分 為外、中、內三條痕跡，其中內圈為較圓之碎片狀，中間圈為細緻粉末狀，最外圈相 較於內圈痕跡碎片較大且呈現針狀。由於尼龍有吸濕特性，相較其他兩種高分子材料 磨球，磨耗碎屑較易殘留並黏附在玻璃基板上不易在磨耗過程中被帶走，因此增加了 磨粒磨損的機會，產生的摩擦力亦較高。

圖4.7 經尼龍球磨耗玻璃基板之磨痕

(a) 未鍍膜之玻璃基板 (b) 經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板

聚丙烯 (Polyproylene, PP)，與玻璃基板及經過氧化鋁鍍膜之玻璃基板對磨後，磨

耗痕跡中的磨屑為細針狀散佈，且PP 球磨耗氧化鋁鍍膜之玻璃基板較未鍍膜之玻璃

基板產生的磨屑較多，如圖4.8 所示。

(a) (b)

(b) (a)

圖4.8 經 PP 球磨耗玻璃基板之磨痕

(a) 未鍍膜之玻璃基板 (b) 經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板

聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethylene, PTFE)，又稱鐵氟龍，在磨耗過程分子鏈易 朝張力方向移動，即易受剪力作用，故在與玻璃基板對磨過程材料層狀滑移，磨屑成 一大片一大片之片狀結構[49]，如圖 4.9 所示。由於鐵氟龍在磨耗過程中所產生的轉

移披附膜能達到自潤效果，且會在週期性與玻璃對磨過程中，將磨屑往周圍推移累積，

且較其他兩種高分子材料造成更厚更多的堆積，但因鐵氟龍材料轉移膜的磨屑滑移特 性使其層狀滑移，摩擦力往往低於其他高分子材料。

(a) (b)

圖4.9 經鐵氟龍球磨耗玻璃基板之磨痕

(a) 未鍍膜之玻璃基板 (b) 經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板

在高倍電子顯微鏡下可清楚的觀察到磨屑在軌道內的形貌及分布狀態，如圖 4.10- 4.12 所示。尼龍球與玻璃基板對磨產生的磨屑因黏著在軌道上（圖 4.10），又因

不具有潤滑效果，因此產生之摩擦力較其他兩者為高。而PP 及鐵氟龍球與玻璃基板

對磨後之軌道內十分乾淨，有利於降低磨擦力（圖4.11 及圖 4.12）。

所有經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板經平均約三十分鐘的磨耗試驗後，並未觀察到薄 膜破裂或剝落的現象。

圖4.10 尼龍球磨耗基板與氧化鋁鍍膜的磨耗形貌 (a) 未鍍膜之玻璃基板 (b) 經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板

圖4.11 PP 球磨耗基板與氧化鋁鍍膜的磨耗形貌 (a) 未鍍膜之玻璃基板 (b) 經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板

(b) (a)

(a) (b)

(b) (a)

圖4.12 鐵氟龍球磨耗基板與氧化鋁鍍膜的磨耗形貌 (a) 未鍍膜之玻璃基板 (b) 經氧化鋁鍍膜後之玻璃基板