等離子表面處理工藝介紹

隨著(zhù)高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種工藝對使用產(chǎn)品的技術(shù)要求越來(lái)越高，等離子表面處理工藝的出現，不僅改進(jìn)了產(chǎn)品性能、提高了生產(chǎn)效率，更實(shí)現了安全環(huán)保效應。等離子表面處理工藝能夠在材料科學(xué)、高分子科學(xué)、生物醫藥材料學(xué)、微流體研究、微電子機械系統研究、光學(xué)、顯微術(shù)和牙科醫療等領(lǐng)域得到應用。

（一）?等離子表面處理工藝原理及應用

等離子體與物體表面的作用

在等離子體中除了氣體分子，離子和電子外，還存在受到能量激勵的處于激發(fā)狀態(tài)的電中性的原子或原子團（又稱(chēng)自由基），以及等離子體發(fā)射出的光線(xiàn)。其中的波長(cháng)短，能量搞得紫外光在等離子體與物質(zhì)表面相互作用有著(zhù)重要的作用。下面對它們的作用分別進(jìn)行介紹。

A、原子團等自由基與物體表面的反應

B、由于這些自由基呈電中性，存在壽命較長(cháng)，而且在等離子體中的數量多于離子，因此自由基在等離子體中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。自由基的作用主要表現在化學(xué)反應過(guò)程中的能量傳遞的“活化”作用，處于激發(fā)狀態(tài)的自由基具有較高的能量，因此易于與物體表面分子結合時(shí)會(huì )形成新的自由基，新形成的自由基同樣處于不穩定的高能量狀態(tài)，很可能發(fā)生分解反應，在變成較小分子的同時(shí)生成新的自由基，這種反應過(guò)程還可能繼續進(jìn)行下去，最后分解成水，二氧化碳之類(lèi)的簡(jiǎn)單分子，在另一些情況下，自由基與物體表面分子結合的同時(shí)，回釋放出大量的結合能，這種能量又成為引發(fā)新的表面反應的推動(dòng)力，從而引發(fā)物體表面上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應而被去除。

C、電子與物體表面的作用

一方面對物體表面的撞擊作用，可促使吸附在物體表面的氣體分子發(fā)生分解或吸附，另一方面大量的電子撞擊有利引發(fā)化學(xué)反應。由于電子質(zhì)量極小，因此比離子的移動(dòng)速度要快得多。當進(jìn)行等離子體處理時(shí)，電子要比離子更早到達物體表面，并使表面帶有負電荷，這有利于引發(fā)進(jìn)一步反應。

離子與物體表面的作用

通常指的是帶正電荷的陽(yáng)離子的作用，陽(yáng)離子有加速沖向帶負電荷的表面的傾向，此時(shí)物體表面獲得相當大的動(dòng)能，足以撞擊去除掉表面上附著(zhù)的顆粒性物質(zhì)，我們把這種現象稱(chēng)為濺射現象。而通過(guò)離子的沖擊作用可以極大促進(jìn)物體表面化學(xué)反應發(fā)生的幾率。

（二）?等離子表面處理工藝的優(yōu)勢

等離子表面處理工藝是干式處理法，替代了傳統的濕法處理技術(shù)具有以下優(yōu)勢：?1.?環(huán)保技術(shù)：等離子體作用過(guò)程是氣固相干式反應，不消耗水資源、無(wú)須添加化學(xué)藥劑?2.?效率高：整個(gè)工藝能在較短的時(shí)間內完成??3.?成本低：裝置簡(jiǎn)單，容易操作維修，少量氣體代替了昂貴的清洗液，同時(shí)也無(wú)處理廢液成本??4.?處理更精細：能夠深入微細孔眼和凹陷的內部并完成清洗任務(wù)??5.?適用性廣：等離子表面處理工藝能夠實(shí)現對大多數固態(tài)物質(zhì)的處理，因此應用的領(lǐng)域非常廣泛

（三）?等離子表面處理工藝前景

隨著(zhù)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是通信產(chǎn)品、電腦及部件、半導體、液晶及光電子產(chǎn)品對超精密工業(yè)清洗設備和高附加值設備的比例要求逐步增大，等離子表面處理設備已經(jīng)成為很多電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎設備。并且隨著(zhù)行業(yè)技術(shù)要求的不斷提高，等離子清洗技術(shù)將在國內有更加廣闊的發(fā)展空間。隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，國外的很多生產(chǎn)廠(chǎng)家把目標所向中國市場(chǎng)，加之很多零配件的生產(chǎn)廠(chǎng)家也入住中國，這些都對清洗提出了新的技術(shù)要求，可以說(shuō)等離子清洗技術(shù)更加適應了汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。??醫療器械使用前的處理工藝非常精細，使用氟里昂清洗不但浪費資源而且成本也非常的昂貴，而等離子表面處理工藝的使用避免了使用化學(xué)物質(zhì)的弊端，而且也更加適應了現代醫療科技的技術(shù)要求。??光學(xué)器件和一些光學(xué)產(chǎn)品對清洗的技術(shù)要求非常高，等離子表面處理工藝在此領(lǐng)域可以得到更加廣泛的運用。等離子表面處理工藝能夠應用的行業(yè)非常廣泛，對物體的處理不單純的是清洗，同時(shí)可以進(jìn)行刻蝕、和灰化以及表面活化和涂鍍。因此就決定了等離子表面處理工藝必將有廣泛的發(fā)展潛力。也會(huì )成為科研院所、醫療機構、生產(chǎn)加工企業(yè)越來(lái)越推崇的處理工藝。