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低真空等离子清洗技术

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浏览:- 发布日期:2018-06-27 13:31:27【

[文章导读] 低真空等离子清洗广泛应用于刻蚀、表面喷涂、材料改性、表面清洗、诱导种子基因突变和医疗消毒等领域。

等离子又称为电浆,是物质的第四态,它是由电子和离子等带电粒子以及中性粒子(原子、分子和微粒等)组成的,宏观上呈现准中性,并且具有集体效应的混合气体。低真空等离子清洗的特性自20世纪20年代以来已获得大量的研究,利用低真空等离子清洗优异特性的新技术在各领域中不断涌现,低真空等离子清洗广泛应用于刻蚀、表面喷涂、材料改性、表面清洗、诱导种子基因突变和医疗消毒等领域。

 

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近年来,低真空等离子清洗技术也得到迅速的发展。等离子清洗所需的介质一般由氩气、氧气和氢气等组成,并且清洗后生成的产物多为CO2H2O等无污染的气体,相对于湿法清洗工艺省去了干燥过程及废水处理装置,低真空等离子清洗是一种应用于大面积表面处理的既经济又环保的方法。相对于大气等离子清洗技术,低真空等离子清洗温度更低(低于1000℃),低真空等离子清洗能处理一些对温度敏感的精密仪器,产生的废气(CONO等)随真空泵排出室外,对人体无害。而且低真空等离子清洗能极大地提高表面的粘附能力,并且低压下粒子的平均自由程更长。因此,低真空等离子清洗体以其不可替代的优点,成为工业新技术应用的热点。

低真空等离子清洗在清洗物体前首先要对清洗的物体和污物进行分析,然后进行气体的选配。依据等离子的作用原理可将选配气体分为两类,一类是氢气和氧气等反应性气体,其中氢气主要应用于清洗金属表面的氧化物,发生还原反应。氧气主要应用于清洗物体表面的有机物,发生氧化反应。另一类是氩气、氦气和氮气等非反应性气体,氮等离子处理能提高材料的硬度和耐磨性。氩气和氦气性质稳定,并且放电压低易形成亚稳态的原子,一方面利用其高能粒子的物理作用清洗易被氧化或还原的物件,Ar+轰击污物形成挥发性污物被真空泵抽走,避免了表面材料发生反应;另一方面利用氩气易形成亚稳态的原子,再与氧气氢气分子碰撞时发生电荷的转换和再结合,形成氧氢活性原子作用于物体表面。

    

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清洗完成后,对固体表面洁净程度的评估是清洗后一个重要的环节,观察水滴或达因墨水在固体表面的扩散是一种简便可靠的评估方法。液体在固体表面的扩散程度主要由表面的可湿性决定,而可湿性受表面的洁净程度影响,固体表面具有良好的可湿性,液体在固体表面易流动扩散,并进入了不平的固体表面。固体表面有污物时,附着物和表面不能完全融合,中间留有一定的空穴,液体在固体表面难以流动和扩散开。此外由于扩散的程度不同,液滴与固体表面在平衡状态下所成的夹角也就不同,利用接触角测试就能评估其表面洁净的程度,这也是一种间接量化评估表面洁净程度和表面处理效果的快捷方法。

 

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低真空等离子清洗是一种清洁环保高效的清洗方法,由射频电容耦合形式产生的等离子体,采用该技术用氩等离子清洗铜片表面,清洗后表面的粘附功提升50%以上。低真空等离子清洗在不同的处理时间下,一定时间段内表面粘附功随着处理时间增加而增加,如果时间过长,由于粒子与表面有一定的结合而导致表面粘附功有所下降。

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