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大气压等离子清洗技术及其清洗原理

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-12-15
低压等离子体清洗机常在真空室中进行,由于要使用真空系统,设备投资费用高、被清洗工件受空间限制,难以实现规模连续处理,而大气压等离子体技术使表面处理变得简单、方便,因而开发大气压等离子体清洗新技术和设备近年来己成为国内外研究的热点。
大气压等离子清洗
NAEN-PLASMA

 
作为等离子体清洗的一种常压清洗技术,大气压等离子体清洗除具有等离子体清洗技术的上特点外,还具有自身特有的优势,既代表表面清洗技术的少能耗、低污染的发展趋势,又能与计算机控制相结合,实现自动化清洗,既摆脱工件几何尺寸和空间位置的限制,又能实现有选择地清洗基体指定表面区域既减少设备投资、降低运行费用,又能通过调控工艺参数保证甚至提高表面清洗质量既能应用于微电子、半导体等高新产业,也能实现汽车、船舶、机械、航空航天等制造业中零部件表面污染物的有效清洗。

大气压等离子清洗原理


大气压等离子体清洗时,等离子体中除了气体分子、离子和电子外,还存在受电场作用处于激发态的原子或原子团自由基,以及等离子体发射出的光线。等离子体中的各激发态粒子或自由基在传递能量的同时,与待清洗物体表面污染物间产生活化反应。

原子团自由基的活化作用
原子团自由基的作用主要表现在化学反应过程中能量传递的活化作用,处于激发状态的自由基具有较高的能量,因此容易和物体表面污染物分子结合生成新的自由基,新形成的自由基同样处于不稳定的高能量状态,易发生分解反应,在变成较小分子的同时生成新的自由基。上述反应持续进行直至污染物大分子分解成挥发性的简单小分子。此外,自由基与污染物分子结合时,会释放出大量的结合能,这种能量又成为引发新的活化反应推动力,从而导致污染物在等离子体弧活化反应作用下而被清除。

电子的活化作用
一方面电子对待清洗物体表面的撞击作用,可促使吸附在物体表面的污染物分子发生分解或解析,另一方面大量的电子撞击有利于引发激发态离子或原子团自由基与污染物分子的化学反应。由于电子质量极小,因此比离子的移动速度要快得多,当进行等离子体弧清洗时,电子要比其它粒子更早到达物体表面,并使该表面带有负电荷,从而有利于引发进一步活化反应。

离子的活化作用
通常指的是带正电荷的工作气体阳离子的作用,阳离子在电场作用下有加速冲向带负电荷物体表面的倾向。此时,待清洗物体表面获得相当大的动能,足以撞击去除表面上附着的颗粒性物质。而通过阳离子的冲击作用可极大促进物体表面活化反应发生的几率。

发射光线的活化作用
大气常压等离子体的发射光线具有很强的光能,可促使附着在待清洗物体表面的污染物分子键断裂而发生分解,而且发射光线中的光子具有很强的穿透能力,可透过污染物表层数微米而产生作用。

可见,大气压等离子体清洗的作用原理是利用等离子体中具有高能量的电子、离子、原子团自由基、光子等激发态粒子与物体表面污染物分子的活化反应,使之逐步分解成简单小分子,直至挥发脱离工件表面的过程。

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