等離子體放電過程中產(chǎn)生臭氧的基本原理是含氧氣體在放電反應(yīng)器內(nèi)所形成的低溫等離子體氛圍中,一定能量的自由電子將氧分子分解成氧原子,之后通過三體碰撞反應(yīng)形成臭氧分子,同時也發(fā)生著臭氧的分解反應(yīng)。
臭氧,化學(xué)分子式為O3,又稱三原子氧、超氧,因其類似魚腥味的臭味而得名,在常溫下可以自行還原為氧氣。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子攜帶一個氧原子組成,決定了它只是一種暫存狀態(tài),攜帶的氧原子除氧化用掉外,剩余的又組合為氧氣進入穩(wěn)定狀態(tài),所以臭氧沒有二次污染。
如果我們通入的氣體中含有氧氣,那么在反應(yīng)過程中就會產(chǎn)生少量的臭氧,正是因為有臭氧的產(chǎn)生,所以我們在使用按接電方法不同,等離子弧有三種形式:
①非轉(zhuǎn)移?。褐冈陉帢O和噴嘴之間所產(chǎn)生的等離子弧。這種情況正極接在噴嘴上,工件不帶電,在陰極和噴嘴的內(nèi)壁之間產(chǎn)生電弧,工作氣體通過陰極和噴嘴之間的電弧而被加熱,造成全部或部分電離,然后由噴嘴噴出形成等離子火焰(或叫等離子射流)。
等粒子噴涂采用的就是這類等離子弧。
②轉(zhuǎn)移?。弘娀‰x開噴槍轉(zhuǎn)移到被加工零件上的等離子弧。這種情況噴嘴不接電源,工件接正極,電弧飛越噴槍的陰極和陽極(工件)之間,工作氣體圍繞著電弧送入,然后從噴嘴噴出。
等離子切割,等離子弧焊接,等離子弧冶煉使用的是這類等離子弧。
③聯(lián)合弧:非轉(zhuǎn)移弧引燃轉(zhuǎn)移弧并加熱金屬粉末,轉(zhuǎn)移弧加熱工件使其表面產(chǎn)生熔池。這種情況噴嘴,工件均接在正極。真空等離子表面處理機活化特點:
在等離子體作用下,難粘塑料表面出現(xiàn)部分活性原子、自由基和不飽和鍵,這些活性基團與等離子體中的活性粒子接觸會反應(yīng)生成新的活性基團。但是,帶有活性基團的材料會受到氧的作用或分子鏈段運動的影響,使表面活性基團消失。
在等離子體對材料表面改性中,由于等離子體中活性粒子對表面分子的作用,使表面分子鏈斷裂產(chǎn)生新的自由基、雙鍵等活性基團,隨之發(fā)生表面交聯(lián)、接枝等反應(yīng)。
反應(yīng)型等離子體是指等離子體中的活性粒子能與難粘材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而引入大量的極性基團,使材料表面從非極性轉(zhuǎn)向極性,表面張力提高,可粘接性增強。
此外,難粘材料表面在等離子體的高速沖擊下,分子鏈發(fā)生斷裂交聯(lián),使表面分子的相對分子質(zhì)量增大,改善了弱邊界層的狀況,也對表面粘接性能的提高起到了積極作用”。
反應(yīng)型等離子體活性氣體主要是02、H:、NH3、C02、H20、S02、H√H20、空氣、甘油蒸汽和乙醇蒸汽等。