等離子處理技術(shù)廣泛用于材料的表面處理,是一種有效、環(huán)保、節(jié)能的處理方法。等離子體是由高溫電離氣體產(chǎn)生的一種充滿電荷的狀態(tài),可以通過幾乎任何非金屬的表面進(jìn)行化學(xué)修飾和物理改性,實現(xiàn)對表面性質(zhì)的調(diào)控。等離子處理后,多久有效與樣品性質(zhì)、處理條件以及后續(xù)環(huán)境等因素有關(guān)。
樣品性質(zhì)
不同的材料具有不同的表面化學(xué)反應(yīng)活性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及物理性質(zhì),其對等離子處理的響應(yīng)也會有區(qū)別。例如,聚合物、陶瓷、玻璃、金屬等材料對等離子處理的敏感度和穩(wěn)定性不同。而且,即使是同一種材料,在不同的材料加工工藝、生產(chǎn)方式或者來自不同來源的供應(yīng)商可能都會影響到處理后樣品的有效性。
處理條件
等離子處理的成本較高,尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域中,處理時間和處理氣體種類、濃度等因素都會對處理效果造成影響。比如說,在相同處理下,使用不同的氣體和功率密度處理相同材料的結(jié)果可能會不一樣。 在優(yōu)化等離子處理工藝時,需要考慮維持較長時間的穩(wěn)定操作條件,并防止過量電離和表面氧化。
后續(xù)環(huán)境
材料的使用環(huán)境對其性能具有重要影響。在實際應(yīng)用中,光、潮濕、高溫、低溫或化學(xué)介質(zhì)等都可能導(dǎo)致等離子處理效果的退化或失效。例如,等離子處理的特殊表面活性可能會因為自然環(huán)境暴露而漸漸減弱。 因此,在等離子處理后多久有效這個問題上,還要看考慮使用的時間和條件。
總之,等離子處理的效果受到眾多因素的影響,沒有明確的答案。因此,在實踐中,需要進(jìn)行多次實驗,在合適的控制下觀測等離子體處理后的材料的性質(zhì)變化是否達(dá)到預(yù)期。而且等離子處理技術(shù)目前依然處于發(fā)展初期,需要開展更深入的研究和商業(yè)應(yīng)用,以提有效率和穩(wěn)定性,為其在各種領(lǐng)域應(yīng)用打下基礎(chǔ)。等離子處理在現(xiàn)在的市場應(yīng)用范圍
(1)等離子處理在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機(jī)理
我們在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進(jìn)行表面連接的時候會出現(xiàn)粘接困難的問題,這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的,這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(tài)下進(jìn)行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至不進(jìn)行。
有些工藝用一些化學(xué)藥劑對這些橡塑表面進(jìn)行處理,這樣能改變材料的粘接效果,但這種方法不易掌握,化學(xué)藥劑本身具有毒性,操作非常麻煩,成本也較高,而且化學(xué)藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。
利用等離子處理對這些材料進(jìn)行表面處理,在高速高能量的等離子體的轟擊下,這些材料結(jié)構(gòu)表面得以大化,同時在材料表面形成一個活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進(jìn)行印刷、粘合、涂覆等操作,如圖2所示。應(yīng)用等離子技術(shù)對橡塑表面處理,其操作簡單,處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生,處理效果好,效率高,運行成本低。
(2)等離子處理在橡膠、塑料行業(yè)的應(yīng)用
等離子表面處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括橡膠、復(fù)合材料、玻璃、布料、金屬等,涉及各行各業(yè),這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑料領(lǐng)域一些行業(yè)的具體應(yīng)用。
(3)等離子處理在汽車行業(yè)的應(yīng)用
與金屬粘接的表面性能,而不能影響另一面的性能。工業(yè)中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果,但是卻改變了原有PTFE的性能。經(jīng)實驗證明,用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后,其表面活性明顯增強(qiáng),與金屬之間的粘接牢固可靠,滿足了工藝的要求,而另一面保持原有的性能,其應(yīng)用也越來越被廣泛認(rèn)同。一、等離子設(shè)備日常維護(hù)
(一) 等離子發(fā)生器的維護(hù)
定期清理等離子發(fā)生器內(nèi)部的外殼及排氣口灰塵。建議至少每月檢查一次;
定期更換等離子源體;
定期檢查掌握等離子發(fā)生器的加工系統(tǒng)參數(shù),確保其正常工作;
注意等離子源的調(diào)整,增大等離子體流量,經(jīng)常清洗導(dǎo)體;
(二)易損件維護(hù)
定期檢查并更換設(shè)備中的易損件,如膜片、密封圈、電極等,防止其損壞影響設(shè)備正常工作;
每半年對快門桿和氣壓控制進(jìn)行檢查和校準(zhǔn),避免出現(xiàn)誤差。
(三)其他維護(hù)注意事項
定期更換老化、損壞的電纜線;
定期校準(zhǔn)空氣壓力表和溫度計等,確保其精確度;
加油、更換機(jī)器油。
二、等離子設(shè)備故障排除
如果出現(xiàn)故障,需要先確定故障原因才能進(jìn)行修理。以下是常見故障排除方法:
(一)等離子體丟失或流量減少
檢查配合的真空泵是否正常開啟,系統(tǒng)管道是否漏氣。
檢查減壓閥門是否被堵塞;
檢查氧流量計、氣體流量計、陶瓷燃燒嘴等部件是否有損傷。
(二)設(shè)備火花分析效果差
先檢查離子發(fā)生器內(nèi)部是否有雜質(zhì);
調(diào)整電極間距,確認(rèn)裝置無松動現(xiàn)象;
更換發(fā)光信號紙片窯。