Plasma表面清潔原理及示意圖

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-02-27

等離子體（plasma）簡介
通俗的說，等離子體（plasma）就是被電離的氣體。等離子體（plasma）這一物理學(xué)概念最早由美國著名的科學(xué)家朗繆爾（Langmuir）于1928年在一篇論文中首次提出。比較嚴(yán)格的定義是：等離子體（plasma）是由電子、陽離子和中性粒子組成的整體上呈現(xiàn)電中性的物質(zhì)集合。

等離子體（plasma）又叫做電漿，是由原子或原子團因失去電子而被電離后產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，被視為固、液、氣外，物質(zhì)存在的第四態(tài)，常被稱為等離子態(tài)，或者“超氣態(tài)”，如圖1.1。等離子體與固體、液體或氣體的性質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別，它是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統(tǒng)。

圖1.1 四種物質(zhì)狀態(tài)

Plasma表面清潔原理
Plasma表面清潔主要是基于等離子體放電產(chǎn)生的大量活性粒子，在一定條件下，這些活性粒子會與被清洗物體表面污染物發(fā)生反應(yīng)，達到清洗的效果。

等離子體中數(shù)量最多的粒子是呈電中性的自由基，其存在時間長、能量高。在清洗過程中，表面污染物極易與這些帶有高能量的自由基反應(yīng)，產(chǎn)生新的自由基，也獲得了高能量，變得不穩(wěn)定后進行下一步反應(yīng)。隨著反應(yīng)的不斷進行，這些自由基的能量越來越低，最后生成易揮發(fā)的小分子，達到清洗的效果。因此，自由基為整個清洗過程中的化學(xué)反應(yīng)提供了能量。

Plasma表面清潔主要分成兩個反應(yīng)過程，如圖1.2所示。在化學(xué)反應(yīng)過程中，活性粒子與有機分子結(jié)合，發(fā)生解鏈，中間形成新的不穩(wěn)定基團，最后分解成易揮發(fā)的二氧化碳和水；在物理反應(yīng)過程中，活性粒子在電場作用下，以一定速度和能量撞擊被清洗物體表面，克服分子與表面的結(jié)合力，使表面污染物分子分解或脫落，達到清洗的目的。

圖1.2 plasma 表面清潔原理示意圖

氧氣等離子和氫氣等離子都具有活拔的化學(xué)性質(zhì)，是plasma表面清洗中典型的化學(xué)反應(yīng)清洗。O₂ plasma表面清洗可以有效的去除有機物，中性的氧原子具有非?；顡艿幕瘜W(xué)性質(zhì)，能夠與有機沾污迅速地發(fā)生反應(yīng)，生成易揮發(fā)的氣體（CO、CO₂和H₂O脫離物體表面，但此方法不適合處理易氧化的材料。H2 plasma通過活性原子的還原性，可以很容易的去除金屬表面的氧化層，而且也可以和有機碳氧化合物反應(yīng)生成揮發(fā)性的物質(zhì)，比如CH₄。化學(xué)plasma表面清洗的特點是速度快，而且選擇性非常好。

Plasma表面清潔與濕法清洗工藝相比，plasma清潔不需要使用強酸、強堿等溶液，不需要后期的烘干過程，也無廢水處理的要求，是一種簡單高效、經(jīng)濟環(huán)保、無二次污染的清洗方法，并且經(jīng)過plasma表面清潔后的產(chǎn)品能改善其表面親水性，粘接性等性能。

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