大氣壓等離子清洗技術及其清洗原理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-12-15

低壓等離子體清洗機常在真空室中進行，由于要使用真空系統(tǒng)，設備投資費用高、被清洗工件受空間限制，難以實現(xiàn)規(guī)模連續(xù)處理，而大氣壓等離子體技術使表面處理變得簡單、方便，因而開發(fā)大氣壓等離子體清洗新技術和設備近年來己成為國內(nèi)外研究的熱點。

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作為等離子體清洗的一種常壓清洗技術，大氣壓等離子體清洗除具有等離子體清洗技術的上特點外，還具有自身特有的優(yōu)勢，既代表表面清洗技術的少能耗、低污染的發(fā)展趨勢，又能與計算機控制相結(jié)合，實現(xiàn)自動化清洗，既擺脫工件幾何尺寸和空間位置的限制，又能實現(xiàn)有選擇地清洗基體指定表面區(qū)域既減少設備投資、降低運行費用，又能通過調(diào)控工藝參數(shù)保證甚至提高表面清洗質(zhì)量既能應用于微電子、半導體等高新產(chǎn)業(yè)，也能實現(xiàn)汽車、船舶、機械、航空航天等制造業(yè)中零部件表面污染物的有效清洗。

大氣壓等離子清洗原理

大氣壓等離子體清洗時，等離子體中除了氣體分子、離子和電子外，還存在受電場作用處于激發(fā)態(tài)的原子或原子團自由基，以及等離子體發(fā)射出的光線。等離子體中的各激發(fā)態(tài)粒子或自由基在傳遞能量的同時，與待清洗物體表面污染物間產(chǎn)生活化反應。

原子團自由基的活化作用
原子團自由基的作用主要表現(xiàn)在化學反應過程中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，因此容易和物體表面污染物分子結(jié)合生成新的自由基，新形成的自由基同樣處于不穩(wěn)定的高能量狀態(tài)，易發(fā)生分解反應，在變成較小分子的同時生成新的自由基。上述反應持續(xù)進行直至污染物大分子分解成揮發(fā)性的簡單小分子。此外，自由基與污染物分子結(jié)合時，會釋放出大量的結(jié)合能，這種能量又成為引發(fā)新的活化反應推動力，從而導致污染物在等離子體弧活化反應作用下而被清除。

電子的活化作用
一方面電子對待清洗物體表面的撞擊作用，可促使吸附在物體表面的污染物分子發(fā)生分解或解析，另一方面大量的電子撞擊有利于引發(fā)激發(fā)態(tài)離子或原子團自由基與污染物分子的化學反應。由于電子質(zhì)量極小，因此比離子的移動速度要快得多，當進行等離子體弧清洗時，電子要比其它粒子更早到達物體表面，并使該表面帶有負電荷，從而有利于引發(fā)進一步活化反應。

離子的活化作用
通常指的是帶正電荷的工作氣體陽離子的作用，陽離子在電場作用下有加速沖向帶負電荷物體表面的傾向。此時，待清洗物體表面獲得相當大的動能，足以撞擊去除表面上附著的顆粒性物質(zhì)。而通過陽離子的沖擊作用可極大促進物體表面活化反應發(fā)生的幾率。

發(fā)射光線的活化作用
大氣常壓等離子體的發(fā)射光線具有很強的光能，可促使附著在待清洗物體表面的污染物分子鍵斷裂而發(fā)生分解，而且發(fā)射光線中的光子具有很強的穿透能力，可透過污染物表層數(shù)微米而產(chǎn)生作用。

可見，大氣壓等離子體清洗的作用原理是利用等離子體中具有高能量的電子、離子、原子團自由基、光子等激發(fā)態(tài)粒子與物體表面污染物分子的活化反應，使之逐步分解成簡單小分子，直至揮發(fā)脫離工件表面的過程。