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氧等离子体处理机

  • 产品型号:NE-PE20
  • 性能特点:处理空间大,处理效率更高
  • 产品用途:材料表面活化清洗提升亲水性能等
  • 产品介绍
  • 产品参数
低温氧等离子体中有丰富的活性粒子,在材料处理改性中有着重要的应用。氧等离子体处理技术是一种省时又环保的方法用于对各种基材和几何形状的表面改性。它可以在很短的时间内提高材料表面的物理和化学特性,例如导电性和生物相容性等。与强酸处理方法相比,氧等离子体处理可以轻松的对薄膜或半导体材料进行表面改性,并且这种结构比散装材料有更大的比表面积,因此该方法更适用于纳米材料的处理。经过氧等离子体处理引入反应性气体,在纳米材料表面发生化学反应,形成新的官能团,例如羟基、羧基等与表面自由基、形成交联结构层使得材料表面特性发生突变,进而获得新的化学结构。经氧等离子体处理后使得更多的含氧基团引入可以显著改善材料表面与生物分子之间的相互作用,增强了电极表面活性位的数量,从而明显提升材料的反应活性,改善电化学传感器检测的电学和光学特性等。

氧等离子体处理机工作原理:


与其他低温等离子体类似,低温氧等离子通过气体放电获得,其中放电方式主要有直流电场放电和射频放电等。其中,射频放电是一种在低温低气压状态下的放电技术,使用射频放电可获得电离度与密度较大的氧等离子体,因而广泛应用于实际生产中。

氧等离子体处理机其工作原理为在密闭空间以及低压状态下,使用射频电源施加能量,将通入密闭空间的气体离子化,由电场加速离子化粒子之间的撞击产生等离子体。借由高能量的离子或高活性的原子,能够将表面污染物撞离或形成挥发性气体,以达到表面清洁改性的目的。

图1.1所示为我司低温氧等离子体处理机结构示意图。从图中可知,本处理机采用电容耦合的内部电极放电结构。当上电极接入射频功率时,上下电极之间交替发射的电子,经过电场加速之后撞击低真空环境中的氧气分子。
 氧等离子体处理机结构示意图
氧等离子体处理机结构示意图

 
不同气体的等离子处理效果不同,当前主要使用的气体包括氧气(O2)、氢气(H2)、氩气(Ar)等。
氧等离子:高能量的氧离子可以烧除表面的有机物,清洗速度快、效果明显,但是可能会氧化材料。
氢等离子:以激发态自由基氢气去除金属表层氧化物。
氩等离子:氩离子质量大,在电场加速的状态下通过撞击动力溅射去除污染物,或是裂解有机物的化学键,形成气体挥发,还可以去除金属氧化膜,然而清洗效果较弱。


氧等离子体处理机的作用:


清洗作用
氧等离子体可以清洗材料表面的有机污染物,氧等离子体清洗有机物的原理是利用放电形成的等离子体或等离子激活的化学活性物质与材料表面进行化学反应,等离子体中的活性氧与材料表面的有机物进行氧化反应,氧等离子体与材料表面有机物作用,生成CO2等挥发性分子,增强材料表面的粘附性能,提高表面的亲水性。
氧等离子体清洗有机污染物
氧等离子体清洗有机污染物
 
提高表面含氧基团的浓度
氧等离子体处理,就是通过等离子体的高能量以及氧气的强氧化性,在材料表面发生改性反应
经过氧等离子体处理后材料表面原有基团发生断裂,自由基增加,与氧等离子体生成含氧基团。
高分子材料表面经氧等离子体处理的表面变化
高分子材料表面经氧等离子体处理的表面变化
 
等离子体处理技术在改善材料比表面积、增加官能团、提高材料润湿性能等方面有作用显著。氧等离子体处理材料后,材料表面引入含氧极性基团,形成氧化层,等离子体处理材料后也会刻蚀材料表面,使材料表面的粗糙度增大,从而使复合材料表面的润湿性能得到较大改善,而不改变处理后的材料的内部结构 。等离子体处理过程中,不会像电镀、化学镀等方法一样产生对大气造成污染的三废物质,是一种很环保的表面处理手段。
型号 NE-PE20
腔体大小 20L
腔体尺寸 380(L)×375(D) ×150(H)mm
电源频率 40KHz
等离子功率 0-600W可调
工作温度 小于65℃
工作真空度 30pa-100pa
气体通道 两路(可加氧气、氮气、氩气等)
气体流量 60—500ml/min(可调)
外形尺寸 645mm(L)×574mm(W) ×655 mm(H)

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