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技术交流

等离子表面处理机形成新的化学反应

发布时间:2023/9/16 8:07:56 | 信息来源:
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等离子表面处理机是一种利用等离子体在表面上产生化学反应的技术,可以改变材料表面的化学性质和物理性质,从而实现表面的改性、功能化和涂覆等目的。本文将详细介绍等离子表面处理机在表面发生的反应。


等离子体的生成和作用
等离子表面处理机是通过产生等离子体来实现表面处理的。等离子体是一种高能量、高反应性的物质,可以在表面上激发化学反应。等离子体的生成方式有多种,如辉光放电、微波放电、射频放电等。在等离子体的作用下,表面化学键的断裂和形成,表面的化学结构和功能可以得到改变。


表面反应的类型
等离子表面处理机可以实现多种表面反应,包括化学反应、物理反应和生物反应等。其中,化学反应是常见的一种表面反应类型,可以实现表面的功能化、改性和涂覆等目的。物理反应则主要是通过等离子体的高能量作用,改变表面的物理性质,如表面形貌、粗糙度等。生物反应则是利用等离子体的高能量作用,破坏细胞膜和细胞壁,实现细胞杀灭、消毒等目的。


表面反应的机理
等离子表面处理机的表面反应机理是复杂的,涉及多种物理和化学过程。一般来说,等离子体的高能量作用可以激发表面化学键的断裂和形成,从而改变表面的化学结构和性质。具体来说,等离子体可以将表面的化学键断裂成自由基、离子或原子等活性物质,然后与外部的化学物质发生反应,形成新的化学键。另外,等离子体还可以通过表面的物理作用,改变表面的形貌和粗糙度,从而改变表面的物理性质。


表面反应的应用
等离子表面处理机的表面反应具有广泛的应用,包括材料改性、涂覆、生物医学、环境保护等领域。其中,材料改性是常见的应用之一,可以通过等离子表面处理机实现材料表面的功能化、涂覆、防腐等目的。涂覆则是利用等离子体在表面上形成涂层,实现表面的保护和改性。生物医学领域则是利用等离子体的高能量作用,实现细胞杀灭、消毒、生物材料表面的改性等目的。环境保护领域则是利用等离子表面处理机实现废水、废气的处理和净化。


总之,等离子表面处理机是一种利用等离子体在表面上产生化学反应的技术,可以改变材料表面的化学性质和物理性质,从而实现表面的改性、功能化和涂覆等目的。等离子表面处理机可以实现多种表面反应类型,包括化学反应、物理反应和生物反应等。表面反应的机理是复杂的,涉及多种物理和化学过程。等离子表面处理机的应用领域广泛,包括材料改性、涂覆、生物医学、环境保护等领域。


等离子设备相比传统设备的优势在于以下几个方面:


1.清洁有效
等离子体能量密度大,反应速度快,可以有效清除污染物,如空气中的细菌、病毒、甲醛、苯等有害物质,水中的金属离子、难降解有机物等,不会留下二次污染物。此外,等离子体还可以分解有机废气,在化工行业、食品加工厂、油漆涂料产品等领域中具有广泛的应用。


2.一体化设计
现代等离子设备通常采用一体化设计,可以将发电、制氢、催化裂化、氧化脱硫、高温处理等过程集成在一起,并且可以实现自动化、智能化控制和在线监测,大大提高了生产效率和安全性。


3.节能环保
等离子技术是一种清洁的、低碳的新型能源技术,与传统燃烧技术相比,其反应速率快,能量转换率高,在产生能量时几乎不会产生任何污染物,是一种非常环保的能源选择,在未来能源结构的优化中具有重要地位。


4.多功能性
等离子设备可以广泛应用于各个领域。例如,它可以用于核聚变能源领域,是未来人类解决能源危机有希望的一种方案;还可以用于太阳能热发电和光伏技术上,可以又很好的解决太阳能用电中的技术难题;在医学领域,等离子体可以成为治疗肿瘤和其他疾病的重要手段;同时,等离子体还可以用于激光熔凝、表面改性、新材料开发等方面。等离子喷涂的基础发展了新的技术


1.真空等离子喷涂(又叫低压等离子喷涂)


真空等离子喷涂是在气氛可控的,4~40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。
因为工作气体等离子化后,是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的,所以喷流速度是超音速的,而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。


2.水稳等离子喷涂


前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体,而这种方法的工作介质不是气而是水,它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:
喷枪内通入高压水流,并在枪筒内壁形成涡流,这时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧,使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解,变成等离子态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,其能量密度提高,燃烧稳定,因此,可喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,喷涂效率非常高


3.气稳等离子喷涂


气稳等离子喷涂的原理是由等离子喷枪(等离子弧发生器)产生等离子射流(电弧焰流)。喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别接整流电源的正、负极,向喷枪供给工作气体(Ar、N2等),通过高频火花引燃电弧。电弧将气体加热到很高的温度,使气体电离,在热收缩效应、自磁收缩效应和机械效应的作用下,电弧被压缩,产生非转移性等离子弧。高温等离子气体从喷嘴喷出后,体积迅速膨胀,形成高温高速等离子射流。送分气流推动粉末进入等离子射流后,被迅速加热到熔融或半熔融状态,并将等离子射流加速,形成飞翔基材的喷涂离子束,陆续撞击到经预处理的基材表面,形成涂层。大气等离子喷涂用氩气、氮气、氢气作为等离子气。

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