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(chǎng)的影響。在強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)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。電暈機(jī)表面處理和等離子表面處理的不同點(diǎn):
1.等離子表面處理除了輝光放電外,還包括電伏放電,所產(chǎn)生的能量更強(qiáng),能達(dá)到52達(dá)因以上的附著力,而電暈機(jī)一般只能達(dá)到32-36達(dá)因的附著力。
2.電暈機(jī)能處理寬幅并且附著力要求不是很高的材料,比如布匹,薄膜、塑料膜一類的東西。而等離子表面處理一般單噴頭處理的寬度僅為50mm,需要通過多個(gè)噴頭的組合能實(shí)現(xiàn)寬幅的處理。處理寬幅的時(shí)候成本會(huì)更高,但是處理效果好。等離子處理器是市場(chǎng)上主要應(yīng)用的領(lǐng)域
★等離子處理器包裝印刷及噴碼行業(yè)
●自動(dòng)糊盒機(jī)等離子處理可提高UV、覆膜折疊紙盒粘接牢固性,可使用環(huán)保水性粘合劑,減少膠水使用量,有效降低生產(chǎn)成本(此工藝技術(shù)在博斯特糊盒機(jī)上已成熟應(yīng)用);
●PP、PE材料絲網(wǎng)印刷、移印前處理增加油墨層附著力;
●PE、PTFE、硅橡膠電線電纜噴碼前處理;
★等離子處理器汽車制造行業(yè)
● EPDM密封條、植絨和涂層前預(yù)處理,汽車儀表
● 汽車前燈PP底座,溝槽粘結(jié)前預(yù)處理;
★等離子處理器塑料橡膠行業(yè)
● 在生產(chǎn)線上塑料瓶貼標(biāo)簽前處理濕粘系統(tǒng)替代熱熔和擴(kuò)散;
● PP薄膜單面預(yù)處理穩(wěn)定持久,可用于水基分散性粘結(jié)劑;
● 塑料手機(jī)外殼以及助動(dòng)車外殼,油漆前處理;
★等離子處理器光電制造行業(yè)
● 柔性和非柔性印刷電路板觸點(diǎn)清潔LCD熒光燈管“觸點(diǎn)”清潔;
★等離子處理器金屬及涂裝行業(yè)
● 鋁的型材進(jìn)行預(yù)處理替代打毛、打底漆,得到穩(wěn)定氧化層;
● 鋁箔去除潤(rùn)滑油--無濕化學(xué)處理方法;
● 不銹鋼激光焊接前處理
★等離子處理器化纖及紡織行業(yè)
● 纖維進(jìn)行預(yù)處理速度可達(dá)60-200米/分;
● 玻璃表面和鏡面粘結(jié)前平面清潔;