等離子處理
等離子又名電漿,是由帶正電的正粒子、負(fù)粒子(其中包括正離子,負(fù)離子、電子、自由基和各類活性基團(tuán)等)組成的集合體,其中正電荷和負(fù)電荷電量相等故稱等離子體,是除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外物質(zhì)存在的第四態(tài)—等離子態(tài)。
等離子表面處理器由等離子發(fā)生器,氣體輸送管路及等離子噴頭等部分組成,等離子發(fā)生器產(chǎn)生高壓高頻能量在噴嘴鋼管中被激活和被控制的輝光放電中產(chǎn)生低溫等離子體,借助壓縮空氣將等離子噴向工件表面,當(dāng)?shù)入x子體和被處理物體表面相遇時(shí),產(chǎn)生了物體變化和化學(xué)反應(yīng)。表面得到了清潔,去除了碳化氫類污物,如油脂,輔助添加劑等,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團(tuán)(羥基、羧基),這些基團(tuán)對(duì)各類涂敷材料具有促進(jìn)其粘合的作用,在粘合和油漆應(yīng)用時(shí)得到了優(yōu)化。在同樣效果下,應(yīng)用等離子體處理表面可以得到非常薄的高張力涂層表面,有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。不需其他機(jī)器、化學(xué)處理等強(qiáng)烈作用成份來增加粘合性。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。1.表面等離子體波是在兩種界面附近存在的波,界面兩側(cè)的折射率分布對(duì)場分布有很大的影響,利用這一點(diǎn)能夠進(jìn)行傳感。目前利用Kretschmann結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物傳感的技術(shù)已經(jīng)得到了極大的發(fā)展,這種傳感技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單,靈敏度高,檢測過程中無需標(biāo)記物,可實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品結(jié)合過程,傳感芯片可重復(fù)利用,響應(yīng)速度快等諸多特點(diǎn)。目前該技術(shù)可用于氣體、
液體和有機(jī)薄膜等分析,目前主要用于生命科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域。目前市場上主要產(chǎn)品有瑞典Biocore AB公司生產(chǎn)的Biocore 3000等。
表面等離子體技術(shù)應(yīng)用
2.表面等離子體波具有局域分布的特性,而且其分布深度可小于波長量級(jí),突破衍射極限,使得表面等離子體波能夠應(yīng)用于制作亞波長量級(jí)的光電子器件的生產(chǎn),有利用光電子集成器件的制作。例如:可以制作亞波長量級(jí)的波導(dǎo),亞波長量級(jí)的布拉克反射鏡,亞波長量級(jí)的透鏡等。由于能夠突破極限,所以能夠應(yīng)用表面等離子體效應(yīng)來做近場顯微鏡,做曝光等等。
3.表面等離子體波在太陽能電池和LED等新型能源相關(guān)器件方面的應(yīng)用。目前可以在太陽能電池上利用表面等離子體效應(yīng)來提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,同樣也可以在LED上應(yīng)用表面等離子體效應(yīng)提高其出光效率。如果能研制出商業(yè)化的產(chǎn)品,那么對(duì)于解決人類的能源問題,表面等離子體波也能貢獻(xiàn)自己的一份力量。