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等离子表面处理常见的固液气三态

发布时间:2020/7/7 8:39:31 | 信息来源:
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等离子清洗机(plasma cleaner)也叫等离子清洁机,或者等离子表面处理仪,是一种全新的高科技技术,利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。等离子体是物质的一种状态,也叫做物质的第四态,并不属于常见的固液气三态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的“活性”组分包括:离子、电子、原子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子清洗机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面,从而实现清洁、涂覆等目的。

等离子体产生的条件:足够的反应气体和反应气压,反应产物须能高速撞击清洗物的表面,具有足够的能量供应,反应后所产生的物质必须是可挥发性的细微结合物,以便于真空泵将其抽走,泵的容量和速度须足够大,以便迅速排出反应的副产品,并且需要快速地再填充反应所需的气体。

等离子清洗机为什么会产生臭味?
答案是:臭氧在作怪

等离子体放电过程中产生臭氧的基本原理是含氧气体在放电反应器内所形成的低温等离子体氛围中,一定能量的自由电子将氧分子分解成氧原子,之后通过三体碰撞反应形成臭氧分子,同时也发生着臭氧的分解反应。

臭氧,化学分子式为O3,又称三原子氧、超氧,因其类似鱼腥味的臭味而得名,在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子组成,决定了它只是一种暂存状态,携带的氧原子除氧化用掉外,剩余的又组合为氧气进入稳定状态,所以臭氧没有二次污染。

如果我们通入的气体中含有氧气,那么在反应过程中就会产生少量的臭氧,正是因为有臭氧的产生,所以我们在使用等离子清洗机的时候有时会闻到一股臭味,这就是为什么等离子清洗机会产生臭味的原因了。等离子清洗机被广泛使用的原因:

1
、环保
等离子体起到作用的过程时气到固体的相干式的,过程中不消耗水资源,也不需要添加化学药剂,对于周围的环境没有污染。
2
、广泛性
使用等离子清洗机一般是不分处理对象的基本材料类型,都可以进行处理,对于金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料,例如聚丙烯、聚酯、聚酰亚胺甚至是聚四氟乙烯等等都可以得到很好的处理,并且可以实现整体以及局部以及负责的结构进行清洗处理。
3
、功能性强
等离子清洗机不仅涉及道路高分子材料浅表面,可以在保持材料自身特性的同时,有赋予了一种或者多种的新功能。
4
、温度低
等离子清洗机接近常温,特别适合用于高分子材料,比使用电晕已经火焰的方法有很长的保存时间和比较的表面处理张力。
5
、成本低
等离子处理装置简单,易于操作和维修,可以连续的运行,往往几瓶的等离子气体就可以代替数千公斤的清洗液,因此清洗的成本会大大的降低与湿法清洗。
6
、全称可控工艺
等离子清洗机几乎所有的参数都可以由电脑设置和数据记录,进行质量控制。
7
、处理物的几何形状无限制

使用等等离子清洗机处理的物体,其或大或小,形状简单或者复杂,部件或纺织品都可以进行处理。等离子清洗机和超声波清洗机是目前清洗工艺比较好的两种设备,在使用等离子清洗机都过程中,等离子清洗机的物理化学作用有哪些?
 
1)对材料表面的刻蚀作用--物理作用
等离子体中的大量离子、激发态分子、自由基等多种活性粒子,作用到固体样品表面,不但清除了表面原有的污染物和杂质,而且会产生刻蚀作用,将样品表面变粗糙,形成许多微细坑洼,增大了样品的比表面。提高固体表面的润湿性能。
 
2)激活键能,交联作用
等离子体中的粒子能量在0~20eV,而聚合物中大部分的键能在0~10eV,因此等离子体作用到固体表面后,可以将固体表面的原有的化学键产生断裂,等离子体中的自由基与这些键形成网状的交联结构,大大地激活了表面活性。
 
3)形成新的官能团--化学作用
如果放电气体中引入反应性气体,那么在活化的材料表面会发生复杂的化学反应,引入新的官能团,如烃基、氨基、羧基等,这些官能团都是活性基团,能明显提高材料表面活性。

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