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等离子清洗常见工艺气体介绍

Aug. 04, 2023

等离子清洗方法用气体作为处理介质,利用能量转换技术以电能将气体转换为化学反应性和活性很高的气体等离子体,等离子体通过化学或物理作用对固体样品表面进行处理,引起分子结构改变,实现分子水平的玷污去除。

等离子清洗效果与清洗气体类型有关,根据不同的待清洗材料可选用氩气、氮气、氧气、氢气或者是氩氢、氩氧等混合气体进行短时间表面清洗。一种是激发惰性气体产生等离子体,如氩气、氮气等;另一种是激发活泼气体产生等离子体,如氢气、氧气等。

氩气:

氩气等离子清洗方式属于一种物理清洗方式,主要利用了粒子的动能,通过物理撞击击碎表面高分子的键合,并得到微结构粗糙面。

氧气:

氧气等离子清洗主要是利用了化学反应的原理,利用O2进行等离子清洗的过程中,有机分子与氧离子能反应形成H2O或CO2,从而汽化,通过氧化燃烧高分子聚合物和有机物,或者形成双键结构的官能团,可表面改性,整个过程中也包括一些物理过程。

氢气:

是一种具有还原性作用的气体,可以还原被氧化的金属表层,并伴随一定的物理过程,一般将其与氩气同时使用,能够保证更高的清洗效率和效果。

氨气:

用氨气等离子处理,可以使其表面连接上氨基基团。氨气等离子体是一种能够显著改善表面粗糙度、提升润湿性并增加材料表面含氮基团数量的处理方法。它被认为是等离子清洗中效果最显著的气体之一。然而,由于氨气对大气环境不友好,处理氨气污气给大规模工业化带来了巨大的挑战。

含氟气体:

含氟气体在经过等离子处理后,能够在自由基上键合含氟官能团,从而极大地提高材料表面的疏水性能。

混合气体:

主要指的是同时将多种气体进行混合,利用发生的化学反应以及物理过程达到更佳的清洗效果。例如将氩气、氢气混合使用,先利用氩气增强物体表面的结构活化,然后利用氢气进行清洗,采用这种方式提升了结合的强度。

不同的工艺气体种类所激发的等离子的性能是不同的,需要根据被清洗材料选择不同的工艺气体。


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