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等离子表面处理工艺介绍

随着高科技产业的快速发展,各种工艺对使用产品的技术要求越来越高,等离子表面处理工艺的出现,不仅改进了产品性能、提高了生产效率,更实现了安全环保效应。等离子表面处理工艺能够在材料科学、高分子科学、生物医药材料学、微流体研究、微电子机械系统研究、光学、显微术和牙科医疗等领域得到应用。

(一) 等离子表面处理工艺原理及应用

等离子体与物体表面的作用

在等离子体中除了气体分子,离子和电子外,还存在受到能量激励的处于激发状态的电中性的原子或原子团(又称自由基),以及等离子体发射出的光线。其中的波长短,能量搞得紫外光在等离子体与物质表面相互作用有着重要的作用。下面对它们的作用分别进行介绍。

A、原子团等自由基与物体表面的反应

B、由于这些自由基呈电中性,存在寿命较长,而且在等离子体中的数量多于离子,因此自由基在等离子体中发挥着重要的作用。自由基的作用主要表现在化学反应过程中的能量传递的“活化”作用,处于激发状态的自由基具有较高的能量,因此易于与物体表面分子结合时会形成新的自由基,新形成的自由基同样处于不稳定的高能量状态,很可能发生分解反应,在变成较小分子的同时生成新的自由基,这种反应过程还可能继续进行下去,最后分解成水,二氧化碳之类的简单分子,在另一些情况下,自由基与物体表面分子结合的同时,回释放出大量的结合能,这种能量又成为引发新的表面反应的推动力,从而引发物体表面上的物质发生化学反应而被去除。

C、电子与物体表面的作用

一方面对物体表面的撞击作用,可促使吸附在物体表面的气体分子发生分解或吸附,另一方面大量的电子撞击有利引发化学反应。由于电子质量极小,因此比离子的移动速度要快得多。当进行等离子体处理时,电子要比离子更早到达物体表面,并使表面带有负电荷,这有利于引发进一步反应。

离子与物体表面的作用

通常指的是带正电荷的阳离子的作用,阳离子有加速冲向带负电荷的表面的倾向,此时物体表面获得相当大的动能,足以撞击去除掉表面上附着的颗粒性物质,我们把这种现象称为溅射现象。而通过离子的冲击作用可以极大促进物体表面化学反应发生的几率。

(二) 等离子表面处理工艺的优势

等离子表面处理工艺是干式处理法,替代了传统的湿法处理技术具有以下优势: 1. 环保技术:等离子体作用过程是气固相干式反应,不消耗水资源、无须添加化学药剂 2. 效率高:整个工艺能在较短的时间内完成  3. 成本低:装置简单,容易操作维修,少量气体代替了昂贵的清洗液,同时也无处理废液成本  4. 处理更精细:能够深入微细孔眼和凹陷的内部并完成清洗任务  5. 适用性广:等离子表面处理工艺能够实现对大多数固态物质的处理,因此应用的领域非常广泛

(三) 等离子表面处理工艺前景

随着电子信息产业的发展,特别是通信产品、电脑及部件、半导体、液晶及光电子产品对超精密工业清洗设备和高附加值设备的比例要求逐步增大,等离子表面处理设备已经成为很多电子信息产业的基础设备。并且随着行业技术要求的不断提高,等离子清洗技术将在国内有更加广阔的发展空间。随着汽车行业的高速发展,国外的很多生产厂家把目标所向中国市场,加之很多零配件的生产厂家也入住中国,这些都对清洗提出了新的技术要求,可以说等离子清洗技术更加适应了汽车行业的发展。  医疗器械使用前的处理工艺非常精细,使用氟里昂清洗不但浪费资源而且成本也非常的昂贵,而等离子表面处理工艺的使用避免了使用化学物质的弊端,而且也更加适应了现代医疗科技的技术要求。  光学器件和一些光学产品对清洗的技术要求非常高,等离子表面处理工艺在此领域可以得到更加广泛的运用。等离子表面处理工艺能够应用的行业非常广泛,对物体的处理不单纯的是清洗,同时可以进行刻蚀、和灰化以及表面活化和涂镀。因此就决定了等离子表面处理工艺必将有广泛的发展潜力。也会成为科研院所、医疗机构、生产加工企业越来越推崇的处理工艺。

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