等離子的性質(zhì)
等離子與普通氣體非常不同,其具有電性質(zhì)。在等離子中,由于自由電子的存在,它具有導(dǎo)電性和磁性,并且可以受到外部電、磁場的影響。在強(qiáng)電場作用下,等離子會(huì)出現(xiàn)諸如等離子振蕩、電離、電極化等現(xiàn)象。
等離子還是一種散熱體系,因?yàn)楫?dāng)物質(zhì)被電離時(shí),它會(huì)釋放大量的能量并以熱量的形式散發(fā)出去。這種特性使得等離子在高溫物理學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,例如太陽火球、恒星等天體都是基于等離子運(yùn)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行解釋的。
在分子級(jí)別上,化學(xué)反應(yīng)通常需要高能狀態(tài)來發(fā)生。通過等離子,可以實(shí)現(xiàn)氣體和液體系統(tǒng)中的低能輸入,從而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。此外,等離子還可以催化普通反應(yīng),增加起始前體與相鄰分子之間的激活反應(yīng)。
等離子的制備方法
產(chǎn)生等離子有許多方法,其中包括:
(1)高溫氣體:這是產(chǎn)生等離子基本的方式,將物質(zhì)加熱到足夠高的溫度,從而使其電離,具有典型的氣體放電特征。例如太陽、恒星大氣和閃電等。
(2)電離:通過外部輸入能量,例如放電等,將氣體從不穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡婋x態(tài),形成等離子。例如激光誘導(dǎo)等離子和電弧放電等。
(3)磁控制:利用磁場限制自由電子運(yùn)動(dòng)的范圍,使高速分子在灌注等離子流動(dòng)區(qū)域內(nèi)發(fā)生電離,例如等離子切割和光阻清洗中均有應(yīng)用。
(4)化學(xué)方法:通過特殊化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生等離子,如等離子聚合和電弧等離子體涂覆技術(shù)。
等離子的應(yīng)用
等離子應(yīng)用十分廣泛,其中一些領(lǐng)域包括:
(1)等離子切割:利用帶電粒子束將材料燒蝕,可以用于微加工和可視微結(jié)構(gòu)制造等。
(2)等離子涂層:涂覆或覆蓋的工業(yè)表面,增加耐磨性、耐氧化性、降解防止和美觀,例如染料敏化太陽能電池鋅氧化物涂層。
(3)等離子清洗:可以有效地除去各種工業(yè)表面的各種有機(jī)污染物或無機(jī)污染物,如煙灰、有機(jī)物、銅鋁和硅等。
(4)等離子聚合:利用分子之間的靜電力增加化學(xué)反應(yīng)中起始前體分子與相鄰分子的激活能,促進(jìn)反應(yīng)發(fā)生,例如高分子合成和納米材料制備。
(5)等離子刻蝕:通過帶電粒子束將表面刻蝕,可以用于制造各種微結(jié)構(gòu)器件,例如微流控芯片和光子晶體等。
(6)等離子醫(yī)學(xué):醫(yī)療設(shè)備制造,癌癥治療和細(xì)胞培養(yǎng)等都有應(yīng)用。糊盒等離子處理機(jī)的特點(diǎn)
一、對包裝盒表面處理深度較小但非常均勻。
二、沒有紙屑飛沫出現(xiàn),屬于環(huán)保處理。
三、糊盒等離子噴頭距離包裝盒之間有一定的距離,只有通過噴頭把低溫等離子噴射到包裝盒需要涂膠處,可處理各類復(fù)雜形狀的包裝盒,連續(xù)性運(yùn)作,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
四、工作中不需要消耗其他燃料,只需接上普通電源即可運(yùn)行,大大降低包裝印刷成本。等離子噴涂的基礎(chǔ)發(fā)展了新的技術(shù)
1.真空等離子噴涂(又叫低壓等離子噴涂)
真空等離子噴涂是在氣氛可控的,4~40Kpa的密封室內(nèi)進(jìn)行噴涂的技術(shù)。
因?yàn)楣ぷ鳉怏w等離子化后,是在低壓氣氛中邊膨脹體積邊噴出的,所以噴流速度是超音速的,而且非常適合于對氧化高度敏感的材料。
2.水穩(wěn)等離子噴涂
前面說的等離子噴涂的工作介質(zhì)都是氣體,而這種方法的工作介質(zhì)不是氣而是水,它是一種高功率或高速等離子噴涂的方法,其工作原理是:
噴槍內(nèi)通入高壓水流,并在槍筒內(nèi)壁形成渦流,這時(shí),在槍體后部的陰極和槍體前部的旋轉(zhuǎn)陽極間產(chǎn)生直流電弧,使槍筒內(nèi)壁表面的一部分蒸發(fā)、分解,變成等離子態(tài),產(chǎn)生連續(xù)的等離子弧。由于旋轉(zhuǎn)渦流水的聚束作用,其能量密度提高,燃燒穩(wěn)定,因此,可噴涂高熔點(diǎn)材料,特別是氧化物陶瓷,噴涂效率非常高
3.氣穩(wěn)等離子噴涂
氣穩(wěn)等離子噴涂的原理是由等離子噴槍(等離子弧發(fā)生器)產(chǎn)生等離子射流(電弧焰流)。噴槍的電極(陰極)和噴嘴(陽極)分別接整流電源的正、負(fù)極,向噴槍供給工作氣體(Ar、N2等),通過高頻火花引燃電弧。電弧將氣體加熱到很高的溫度,使氣體電離,在熱收縮效應(yīng)、自磁收縮效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)的作用下,電弧被壓縮,產(chǎn)生非轉(zhuǎn)移性等離子弧。高溫等離子氣體從噴嘴噴出后,體積迅速膨脹,形成高溫高速等離子射流。送分氣流推動(dòng)粉末進(jìn)入等離子射流后,被迅速加熱到熔融或半熔融狀態(tài),并將等離子射流加速,形成飛翔基材的噴涂離子束,陸續(xù)撞擊到經(jīng)預(yù)處理的基材表面,形成涂層。大氣等離子噴涂用氬氣、氮?dú)狻錃庾鳛榈入x子氣。