等離子清洗機氣體通入的作用

在利用等離子清洗機清洗物體前首先要對清洗的物體和污物進行分析,然后進行氣體的選配。等離子清洗機中氣體通入一般來說有兩個目的,依據等離子的作用原理可將選配氣體分為兩類,一類是氫氣和氧氣等反應性氣體,其中氫氣主要應用于清洗金屬表面的氧化物,發生還原反應。等離子清洗機通氧氣主要應用于清洗物體表面的有機物,發生氧化反應。

另一類是等離子清洗機通氬氣、氦氣和氮氣等非反應性氣體,氮等離子處理能提高材料的硬度和耐磨性。氬氣和氦氣性質穩定,并且放電電壓低(氬原子的電離能E為15.57 eV)易形成亞穩態的原子,一方面等離子清洗機利用其高能粒子的物理作用清洗易被氧化或還原的物件, Ar+轟擊污物形成揮發性污物被真空泵抽走,避免了表面材料發生反應;另一方面利用氬氣易形成亞穩態的原子,再與氧氣氫氣分子碰撞時發生電荷的轉換和再結合,形成氧氫活性原子作用于物體表面。

等離子清洗機在清洗表面氧化物時用純氫雖然效率高,但這里主要考慮放電的穩定性和安全,在等離子清洗機應用時選用氬氫混合較為合適,另外對于材料易氧化或易還原的材料等離子清洗機也可以采用顛倒氧氣和氬氫氣體的清洗順序來達到清洗徹底的目的。

常見的等離子清洗機中氣體應用的實例

一、金屬表面去油及清潔

金屬表面常常會有油脂、油污等有機物及氧化層,在進行濺射、油漆、粘合、健合、焊接、銅焊和PVD、CVD涂覆前,需要用等離子處理來得到完全潔凈和無氧化層的表面。 在這種情況下的等離子處理會產生以下效果:

氧化物去除

金屬氧化物會與處理氣體發生化學反應

這種處理要采用氫氣或者氫氣與氬氣的混合物。有時也采用兩步處理工藝。第一步先用氧氣氧化表面5分鐘,第二步用氫氣和氬氣的混合物去除氧化層。也可以同時用幾種氣體進行處理。

二、等離子刻蝕

在等離子刻蝕過程中,通過處理氣體的作用,被刻蝕物會變成氣相(例如在使用氟氣對硅刻蝕時,下圖)。處理氣體和基體物質被真空泵抽出,表面連續被新鮮的處理氣體覆蓋。不希望被刻蝕部分要使用材料覆蓋起來(例如半導體行業用鉻做覆蓋材料)。

等離子方法也用于刻蝕塑料表面,通過氧氣可以灰化填充混合物,同時得到分布分析情況??涛g方法在塑料印刷和粘合時作為預處理手段是十分重要的,如POM 、PPS和PTFE。等離子處理可以大大地增加粘合潤濕面積。

三、刻蝕和灰化

PTFE刻蝕

PTFE在未做處理的情況下不能印刷或粘合。眾所周知,使用活躍的堿性金屬可以增強粘合能力,但是這種方法不容易掌握,同時溶液是有毒的。使用等離子方法不僅僅保護環境,還能達到更好效果。

等離子結構可以使表面最大化,同時在表面形成一個活性層,這樣塑料就能夠進行粘合、印刷操作。

PTFE混合物的刻蝕

PTFE混合物的刻蝕必須十分仔細地進行,以免填充物被過度暴露,從而削弱粘合力。

處理氣體可以是氧氣、氫氣和氬氣??梢詰糜赑E、PTFE、TPE、POM、ABS和丙烯。

四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔

塑料、玻璃、陶瓷與聚丙烯、PTFE一樣是沒有極性的,因此這些材料在印刷、粘合、涂覆前要進行處理。同時,玻璃和陶瓷表面的輕微金屬污染也可以用等離子方法清潔。等離子處理與灼燒處理相比不會損害樣品。同時還可以十分均勻地處理整個表面,不會產生有毒煙氣,中空和帶縫隙的樣品也可以處理。

常用的等離子清洗機處理氣體為:空氣、氧氣、氬氣、氬氫混合氣體、CF4等

等離子清洗機

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