什么叫等離子清洗？

 1.等離子體基礎知識：   等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)的一種狀態(tài)，也叫做物質(zhì)的第四態(tài)。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的"活性"組分包括：離子、電子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素（亞穩(wěn)態(tài)）、光子等。等離子體表面處理儀就是通過利用這些活性組分的性質(zhì)來處理樣品表面，從而實現(xiàn)清潔、改性、光刻膠灰化等目的。   2.等離子清洗原理：[1]?   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，但在一些特殊的情況下有第四中狀態(tài)存在，如地球大氣中電離層中的物質(zhì)。等離子體狀態(tài)中存在下列物質(zhì)：處于高速運動狀態(tài)的電子；處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團（自由基）；離子化的原子、分子；未反應的分子、原子等，但物質(zhì)在總體上仍保持電中性狀態(tài)。   等離子清洗/刻蝕技術(shù)是等離子體特殊性質(zhì)的具體應用：   等離子清洗/刻蝕機產(chǎn)生等離子體的裝置是在密封容器中設置兩個電極形成電場，用真空泵實現(xiàn)一定的真空度，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長，受電場作用，它們發(fā)生碰撞而形成等離子體，這些離子的活性很高，其能量足以破壞幾乎所有的化學鍵，在任何暴露的表面引起化學反應，不同氣體的等離子體具有不同的化學性能，如氧氣的等離子體具有很高的氧化性，能氧化光刻膠反應生成氣體，從而達到清洗的效果；腐蝕性氣體的等離子體具有很好的各向異性，這樣就能滿足刻蝕的需要。利用等離子處理時會發(fā)出輝光，故稱之為輝光放電處理。    等離子體清洗的機理，主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。就反應機理來看，等離子體清洗通常包括以下過程：無機氣體被激發(fā)為等離子態(tài)；氣相物質(zhì)被吸附在固體表面；被吸附基團與固體表面分子反應生成產(chǎn)物分子；產(chǎn)物分子解析形成氣相；反應殘余物脫離表面。   等離子體清洗技術(shù)的最大特點是不分處理對象的基材類型，均可進行處理，對金屬、半導體、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，并可實現(xiàn)整體和局部以及復雜結(jié)構(gòu)的清洗。   等離子體清洗還具有以下幾個特點：容易采用數(shù)控技術(shù)，自動化程度高；具有高精度的控制裝置，時間控制的精度很高；正確的等離子體清洗不會在表面產(chǎn)生損傷層，表面質(zhì)量得到保證；由于是在真空中進行，不污染環(huán)境，保證清洗表面不被二次污染。   3.等離子清洗機在各行業(yè)的應用：   （1）等離子技術(shù)在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機理   我們在工業(yè)應用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進行表面連接的時候會出現(xiàn)粘接困難的問題，這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的，這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(tài)下進行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差，甚至無法進行。   有些工藝用一些化學藥劑對這些橡塑表面進行處理，這樣能改變材料的粘接效果，但這種方法不易掌握，化學藥劑本身具有毒性，操作非常麻煩，成本也較高，而且化學藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。   利用等離子技術(shù)對這些材料進行表面處理，在高速高能量的等離子體的轟擊下，這些材料結(jié)構(gòu)表面得以最大化，同時在材料表面形成一個活性層，這樣橡膠、塑料就能夠進行印刷、粘合、涂覆等操作，如圖2所示。應用等離子技術(shù)對橡塑表面處理，其操作簡單，處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生，處理效果好，效率高，運行成本低。   （2）等離子技術(shù)在橡膠、塑料行業(yè)的應用   等離子表面處理技術(shù)的應用領域包括橡膠、復合材料、玻璃、布料、金屬等，涉及各行各業(yè)，這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑料領域一些行業(yè)的具體應用。   （3）等離子技術(shù)在汽車行業(yè)的應用   3.1.1 點火線圈   隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，其各方面性能要求越來越高。點火線圈有提升動力，最明顯的效果是提升行駛時的中低速扭距；消除積碳，更好的保護發(fā)動機，延長發(fā)動機的壽命；減少或消除發(fā)動機的共振；燃油充分燃燒，減少排放等諸多功能。要使點火線圈充分發(fā)揮它的作用，其質(zhì)量、可靠度、使用壽命等要求必須達到標準，但是目前的點火線圈生產(chǎn)工藝尚存在很大的問題——點火線圈骨架外澆注環(huán)氧樹脂后，由于骨架在出模具前表面含大量的揮發(fā)性油污，導致骨架與環(huán)氧樹脂結(jié)合面粘合不牢靠，成品使用中，點火瞬間溫度升高，會在結(jié)合面微小的縫隙中產(chǎn)生氣泡，損壞點火線圈，嚴重的還會發(fā)生爆炸現(xiàn)象。   點火線圈骨架使用等離子處理后，不僅可去除表面的難揮發(fā)性油污，而且可大大提高骨架表面活性，即能提高骨架與環(huán)氧樹脂的粘合強度，避免產(chǎn)生氣泡，同時可提高繞線后漆包線與骨架觸點的焊接強度。這樣一來點火線圈在生產(chǎn)過程中各方面性能得到明顯改善，提高了可靠度和使用壽命。   3.1.2發(fā)動機油封片   發(fā)動機曲軸油封起防止發(fā)動機機油從發(fā)動機中滲漏和防止異物進入發(fā)動機內(nèi)部的作用。曲軸油封是發(fā)動機的零件之一,在高溫下與機油相接觸，因此需要采用耐熱性和耐油性優(yōu)良的材料。目前高檔轎車普遍使用聚四氟乙烯材料，隨著汽車性能要求的不斷提高，越來越多的廠家也已逐步使用該材料，其應用前景非常廣泛。   聚四氟乙烯材料各方面性能優(yōu)異，耐高溫，耐腐蝕、不粘、自潤滑、優(yōu)良的介電性能、很低的摩擦系數(shù)，但未經(jīng)處理的PTFE材料表面活性差，其一端與金屬之間的粘接非常困難，產(chǎn)品無法滿足質(zhì)量要求。為了解決這一技術(shù)上的難題，就要設法改變PTFE（聚四氟乙烯）與金屬粘接的表面性能，而不能影響另一面的性能。工業(yè)中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果，但是卻改變了原有PTFE的性能。經(jīng)實驗證明，用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后，其表面活性明顯增強，與金屬之間的粘接牢固可靠，滿足了工藝的要求，而另一面保持原有的性能，其應用也越來越被廣泛認同。   3.1.3汽車行業(yè)其他方面的應用   隨著經(jīng)濟的發(fā)展，消費者對汽車的性能要求越來越高，如汽車的外觀、操作舒適性可靠性、使用耐久性等要求也不斷提高。為了滿足消費者的要求，各汽車廠家在生產(chǎn)汽車時更注重細節(jié)方面的優(yōu)化改進，如進行   （1）儀表板在柔性聚氨酯(PU)涂覆前處理   （2）控制面板在粘合前處理   （3）內(nèi)部PP零件植縟前處理   （4）汽車門窗密封件的處理   以前未經(jīng)任何處理儀表盤或控制面板涂覆效果非常差，不耐磨，容易掉漆等現(xiàn)象，用化學方法處理雖然能改變涂覆的效果，但同時也改變了儀表盤等基材的性能，使得其強度有所降低。目前很多廠家已經(jīng)使用等離子技術(shù)來處理這些基材，通過等離子體轟擊，材料表面微觀層面活性增強，能明顯改善涂覆效果。根據(jù)實驗得知，用等離子清洗機處理不同材料需要選用不同工藝參數(shù)，才能達到更好的活化效果。   （4）等離子技術(shù)在電子行業(yè)的應用   4.2.1硬盤塑料件   科學的發(fā)展，技術(shù)的不斷進步，電腦硬盤的各項性能也不斷提高，其容量越來越大，碟片數(shù)量隨之增多，轉(zhuǎn)速也高達7200轉(zhuǎn)/分，這對硬盤結(jié)構(gòu)的要求也越來越高，硬盤內(nèi)部部件之間連接效果直接影響硬盤的穩(wěn)定性、工作可靠性、使用壽命，這些因素直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的安全性。   為了確保硬盤的質(zhì)量，知名硬盤生產(chǎn)廠家對內(nèi)部塑料件在粘接前均進行各種處理，目前應用較多的是等離子處理技術(shù)，使用該技術(shù)能有效清潔塑料件表面油污，并能增加其表面活性，即能提高硬盤部件的粘接效果。實驗表明，硬盤中使用等離子處理過的塑料件在使用過程中持續(xù)穩(wěn)定運行時間顯著增加，可靠性及抗碰撞性能有明顯的改善。圖示為某公司硬盤塑料件在等離子清洗機中進行處理的照片。   4.2.2耳機聽筒   耳機中的線圈在信號電流的驅(qū)動下帶動振膜不停的振動，線圈和振膜以及振膜與耳機殼體之間的粘接效果直接影響耳機的聲音效果和使用壽命，如果它們之間出現(xiàn)脫落就會產(chǎn)生破音，嚴重影響耳機的音效和壽命。   振膜的厚度非常薄，要提高其粘接效果，使用化學方法處理，直接影響振膜的材質(zhì)，從而影響音效。眾多廠家正準備使用新技術(shù)來對振膜進行處理，等離子處理就是其中之一，該技術(shù)能有效提高粘接效果，滿足需求，且不改變振膜的材質(zhì)。經(jīng)實驗，用等離子清洗機處理生產(chǎn)的耳機，各部分之間的粘接效果明顯改善，在長時間高音測試下也不會有破音等現(xiàn)象發(fā)生，使用壽命也有很大的提高。   4.2.3手機外殼   手機的種類繁多，外觀更是多彩多樣，其顏色鮮艷，Logo醒目，但使用手機的人都知道，手機在使用一段時間后，其外殼容易掉漆，甚至Logo也變得模糊不清，嚴重影響手機的外觀形象。   知名手機品牌廠家為了尋找解決這些問題的方法，曾使用化學藥劑對手機塑料外殼進行處理，其印刷粘接的效果有所改善，但這是降低手機外殼的硬度為代價，為了尋求更好的解決方案，等離子技術(shù)脫穎而出。等離子表面處理技術(shù)不僅可以清洗外殼在注塑時留下的油污，更能最大程度的活化塑料外殼表面，增強其印刷、涂覆等粘接效果，使得外殼上涂層與基體之間非常牢固地連接，涂覆效果非常均勻，外觀更加亮麗，并且耐磨性大大增強，長時間使用也不會出現(xiàn)磨漆現(xiàn)象。   （5）等離子技術(shù)在國防行業(yè)的應用   5.3.1航空航天電連接器   電連接器中的絕緣體與封線體之間的粘接效果一直影響著國產(chǎn)電連接器的發(fā)展，尤其在航空航天中對電連接器的要求更苛刻，未經(jīng)表面處理的絕緣體與封線體之間的粘接效果非常差，即使使用專用配方的膠，其粘接效果也達不到要求；另外，如果絕緣體和封線體之間粘接不緊密，就可能會產(chǎn)生漏電，使得電連接器的耐壓值提不上去。   目前國內(nèi)指定生產(chǎn)航空電連接器的廠家，經(jīng)過技術(shù)研究攻關(guān)，正逐步應用推廣等離子清洗技術(shù)清洗連接件表面，通過等離子清洗，不僅能去除表面油污，而且可增強其表面活性，這樣在粘接時，在連接件上涂膠非常容易且非常的均勻，使得粘接效果明顯改善。經(jīng)國內(nèi)多個生產(chǎn)大廠使用測試，用等離子處理后的電連接器，其抗拉能力成數(shù)倍增加，耐壓值有顯著提高。   5.3.2凱夫拉處理   凱夫拉材料是一種芳綸復合材料，這種新型材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型，而受到人們的重視。由于“凱夫拉”材料堅韌耐磨、剛?cè)嵯酀哂械稉尣蝗氲奶厥獗绢I，在軍事上被稱之為“裝甲衛(wèi)士”。   凱夫拉成型后需要與其他部件進行粘接，但該材料是疏水材料，不易涂膠，要獲得好的粘接效果需要對其進行表面處理，目前主要運用等離子對其進行表面活化處理。處理過的凱夫拉表面活性增強，粘接效果有明顯的改善，通過等離子處理工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，其效果會進一步提高，應用的范圍也越來越廣。   （6）等離子技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應用   6.4.1靜脈輸液器   輸液器末端輸液針在使用過程中，拔出時針座與針管之間會出現(xiàn)脫離現(xiàn)象，一旦脫離，血液會隨針管流出，如不及時正確處理，對病人會造成嚴重威脅。為了確保這類事故的發(fā)生，對針座進行表面處理是非常必要的。針座孔非常小，普通方法難處理，而等離子體是一種離子狀態(tài)的氣體，對微小的孔也可以有效處理。應用等離子對其進行表面活化處理，可改善表面活性，提高其與針管的粘接強度，以確保它們之間不會脫離。下圖為針座在等離子清洗機中進行表面清洗活化處理.   6.4.2導尿管的處理   導尿管給需要留置導尿的患者帶來了福音，在臨床上的應用越來越廣，但隨著其應用的增多，導尿管拔除困難的情況也越來越常見。特別是長期留置的導尿管，有時由于橡膠的老化會造成氣囊管腔的阻塞，強行拔除時可能會引起嚴重的并發(fā)癥。為了防止硅橡膠與人體接觸表面的老化，需要對其表面進行氧等離子處理。用掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜（FTIR－ATR）和表面接觸角研究天然膠乳導尿管經(jīng)氧等離子體處理前后的表面結(jié)構(gòu)、性能和化學成分的變化，結(jié)果表明用氧等離子體處理后的導尿管表面變滑，表面接觸角由84°減少至67°，表面無有害基團產(chǎn)生，說明氧等離子體處理是一種有效的表面處理方法。   另外，可用等離子處理硅橡膠以增加其表面活性，然后在表面涂度一層不易老化的疏水材料，其效果也非常好。   （7）等離子技術(shù)在紡織纖維行業(yè)的應用   無紡布的優(yōu)越性能使其應用范圍非常廣泛，在醫(yī)療衛(wèi)生、家庭裝飾、服裝、工業(yè)、農(nóng)業(yè)中均有應用。根據(jù)不同需要，無紡布在生產(chǎn)制作過程中要在表面進行阻燃處理、燒毛處理、潑水處理、止滑處理、抗靜電處理、涂層處理、抗菌防臭處理、印花處理、無紡布與各種紡織品的針刺復合處理，以及無紡布與各種材料（塑料、膠膜、紡織品等）粘合等，為了達到非常好的印花、粘合等效果，需要對無紡布基體進行表面處理。等離子卷筒型清洗機是專門用于無紡布電纜等細長件的表面處理，該機處理效果好、效率高，適合大批量生產(chǎn)加工。   4、等離子技術(shù)應用展望   等離子技術(shù)在橡塑行業(yè)的應用已非常成熟，其相關(guān)產(chǎn)值逐年增加，國外市場比國內(nèi)市場產(chǎn)值高，但國內(nèi)可發(fā)展空間大，應用前景誘人。   經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對消費品的質(zhì)量要求也越來越高，等離子技術(shù)隨之逐步進入生活消費品生產(chǎn)行業(yè)中；另外，科技的不斷發(fā)展，各種技術(shù)問題的不斷提出，新材料的不斷涌現(xiàn)，越來越多的科研機構(gòu)已認識到等離子技術(shù)的重要性，并投入大量資金進行技術(shù)攻關(guān)，等離子技術(shù)在其中發(fā)揮了非常大的作用。我們深信等離子技術(shù)應用范圍會越來越廣；技術(shù)的成熟，成本的降低，其應用會更加普及.

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