等離子清洗原理

什么是等離子體？

等離子體是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，通常物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)存在，但在一些特殊情況下可以以第四種狀態(tài)存在，如太陽(yáng)表面的物質(zhì)和地球大氣中電離層中的物質(zhì)。這類物質(zhì)所處的狀態(tài)稱為等離子體態(tài)，又稱為物質(zhì)的第四態(tài)。等離子體主要是通過氣體放電產(chǎn)生,其中包含電子、離子、自由基以及紫外線等高能量物質(zhì),具有活化材料表面的作用。例如,電子質(zhì)量小、移動(dòng)速度快,可以先一步到達(dá)材料表面并使其帶有負(fù)電荷,同時(shí)對(duì)材料表面產(chǎn)生撞擊作用,可促使表面吸附的氣體分子解吸或分解,也有利于引發(fā)化學(xué)反應(yīng);材料表面帶有負(fù)電荷時(shí),帶正電荷的離子會(huì)加速向其沖擊,所產(chǎn)生的濺射作用會(huì)將表面附著的顆粒性物質(zhì)除去;等離子體中自由基的存在對(duì)清洗作用具有非常重要的意義,由于自由基易與物體表面發(fā)生化學(xué)連鎖反應(yīng),產(chǎn)生新的自由基或進(jìn)一步分解,最后可能會(huì)分解成揮發(fā)性的小分子;而紫外線具有很強(qiáng)的光能和穿透能力,可透過材料表面深達(dá)數(shù)微米而產(chǎn)生作用,使表面附著物質(zhì)的分子鍵斷裂分解。

等離子清洗原理：

主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達(dá)到去除物體表面污漬的目的。就反應(yīng)機(jī)理來(lái)看，等離子體清洗通常包括以下過程：無(wú)機(jī)氣體被激發(fā)為等離子態(tài)；氣相物質(zhì)被吸附在固體表面；被吸附基團(tuán)與固體表面分子反應(yīng)生成產(chǎn)物分子；產(chǎn)物分子解析形成氣相；反應(yīng)殘余物脫離表面。

等離子體作用于材料表面使其產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)變化,利用其中所包含的活性粒子和高能射線,與表面有機(jī)污染物分子發(fā)生反應(yīng)、碰撞形成小分子揮發(fā)性物質(zhì),從表面移除,實(shí)現(xiàn)清潔效果。

1）對(duì)材料表面的刻蝕作用–物理作用

等離子體中的大量離子、激發(fā)態(tài)分子、自由基等多種活性粒子，作用到固體樣品表面，不但清除了表面原有的污染物和雜質(zhì)，而且會(huì)產(chǎn)生刻蝕作用，將樣品表面變粗糙，形成許多微細(xì)坑洼，增大了樣品的比表面。提高固體表面的潤(rùn)濕性能。

2）激活鍵能，交聯(lián)作用

等離子體中的粒子能量在0~20eV，而聚合物中大部分的鍵能在0~10eV，因此等離子體作用到固體表面后，可以將固體表面的原有的化學(xué)鍵產(chǎn)生斷裂，等離子體中的自由基與這些鍵形成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，大大地激活了表面活性。

3）形成新的官能團(tuán)–化學(xué)作用

如果放電氣體中引入反應(yīng)性氣體，那么在活化的材料表面會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，引入新的官能團(tuán)，如烴基、氨基、羧基等，這些官能團(tuán)都是活性基團(tuán)，能明顯提高材料表面活性。

以上就是等離子清洗原理，等離子體清洗技術(shù)的最大特點(diǎn)是不分處理對(duì)象的基材類型，均可進(jìn)行處理，對(duì)金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環(huán)氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，并可實(shí)現(xiàn)整體和局部以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的清洗。 等離子體清洗還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：容易采用數(shù)控技術(shù)，自動(dòng)化程度高；具有高精度的控制裝置，時(shí)間控制的精度很高；正確的等離子體清洗不會(huì)在表面產(chǎn)生損傷層，表面質(zhì)量得到保證；由于是在真空中進(jìn)行，不污染環(huán)境，保證清洗表面不被二次污染。