轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機的關(guān)鍵是低溫等離子體的應(yīng)用，它主要依賴于高溫、高頻、高能等外界條件產(chǎn)生，是一種電中性、高能量、全部或部分離子化的氣態(tài)物質(zhì)。低溫等離子體的能量約為幾十電子伏特，其中所包含的離子、電子、自由基等活性粒子以及紫外線等輻射線很容易與固體表面的污染物分子發(fā)生反應(yīng)而使其脫離，進而可起到清洗的作用。同時由于低溫等離子體的能量遠低于高能射線，因此此技術(shù)只涉及材料表面，對材料基體性能不產(chǎn)生影響。

 

　　轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機是一種干式工藝，由于采用電能催化反應(yīng)，可以提供一個低溫環(huán)境，同時排除了濕式化學(xué)清洗所產(chǎn)生的危險和廢液，安全、可靠、環(huán)保。簡而言之，等離子體清洗技術(shù)結(jié)合了等離子體物理、等離子體化學(xué)和氣固兩相界面反應(yīng)，可以有效清除殘留在材料表面的有機污染物，并保證材料的表面及本體特性不受影響，目前被考慮為傳統(tǒng)濕法清洗的主要替代技術(shù)。

 

　　更重要的是，轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機技術(shù)不分處理對象的基材類型，對半導(dǎo)體、金屬和大多數(shù)高分子材料均有很好的處理效果，并且能夠?qū)崿F(xiàn)整體、局部以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的清洗。此工藝容易實現(xiàn)自動化與數(shù)字化流程，可裝配高精度的控制裝置，控制時間，具備記憶功能等。正是由于等離子體清洗工藝擁有操作簡單、精密可控等顯著優(yōu)勢，目前已在電子電氣、材料表面改性與活化等多個行業(yè)普遍應(yīng)用。同時可以預(yù)見，這種優(yōu)越的技術(shù)也將被復(fù)合材料領(lǐng)域所認可并廣泛采用。

 

　　轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機技術(shù)概述

 

　　1、機理分析

 

　　等離子體主要是通過氣體放電產(chǎn)生，其中包含電子、離子、自由基以及紫外線等高能量物質(zhì)，具有活化材料表面的作用。例如，電子質(zhì)量小、移動速度快，可以先一步到達材料表面并使其帶有負電荷，同時對材料表面產(chǎn)生撞擊作用，可促使表面吸附的氣體分子解吸或分解，也有利于引發(fā)化學(xué)反應(yīng)；材料表面帶有負電荷時，帶正電荷的離子會加速向其沖擊，所產(chǎn)生的濺射作用會將表面附著的顆粒性物質(zhì)除去；等離子體中自由基的存在對清洗作用具有非常重要的意義，由于自由基易與物體表面發(fā)生化學(xué)連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生新的自由基或進一步分解，后可能會分解成揮發(fā)性的小分子；而紫外線具有很強的光能和穿透能力，可透過材料表面深達數(shù)微米而產(chǎn)生作用，使表面附著物質(zhì)的分子鍵斷裂分解。

 

　　簡單描述了等離子體清洗的作用原理。主要是通過等離子體作用于材料表面使其產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)變化，利用其中所包含的活性粒子和高能射線，與表面有機污染物分子發(fā)生反應(yīng)、碰撞形成小分子揮發(fā)性物質(zhì)，從表面移除，實現(xiàn)清潔效果。可見，轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機技術(shù)具有工藝簡單、節(jié)能、安全環(huán)保等顯著優(yōu)點。

 

　　2、清洗類型

 

　　根據(jù)反應(yīng)類型不同，等離子體清洗技術(shù)可分為兩類：等離子體物理清洗，即借助活性粒子和高能射線轟擊而使污染物脫離；等離子體化學(xué)清洗，即通過活性粒子與雜質(zhì)分子反應(yīng)而使污染物揮發(fā)脫離。

 

　�。�1）激發(fā)頻率對等離子體的清洗類型具有一定影響。例如，超聲等離子體（激發(fā)頻率，40kHz）發(fā)生的反應(yīng)多為物理反應(yīng)；微波等離子體（激發(fā)頻率，2.45GHz）發(fā)生的反應(yīng)多為化學(xué)反應(yīng)；而射頻等離子體（激發(fā)頻率，13.56MHz）則涉及到物理、化學(xué)雙重反應(yīng)類型。

 

　�。�2）工作氣體種類對等離子體清洗類型也具有一定影響。例如，惰性氣體Ar2、N2 等被激發(fā)產(chǎn)生的等離子體主要用于物理清洗，借助轟擊作用使材料表面清潔；而反應(yīng)性氣體O2、H2 等被激發(fā)產(chǎn)生的等離子體則主要用于化學(xué)清洗，借助活潑自由基與污染物（多為碳氫化合物）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、水等小分子，從材料表面移除。

 

　�。�3）等離子體清洗類型對清洗效果具有一定的影響。等離子體物理清洗可使材料表面的粗糙度增加，有助于提高材料表面的附著力；等離子體化學(xué)清洗可以顯著增加材料表面的含氧、含氮以及其他類型的活性基團，有助于改善材料的表面浸潤性。

 

　　3、效果與特點

 

　　與傳統(tǒng)的溶劑清洗不同，轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機是依靠其中所包含高能物質(zhì)的“活化作用”達到清洗材料表面的目的，清洗效果徹底，是一種剝離式清洗。其清洗優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

 

　　（1）清洗后的材料表面基本沒有殘留物，并且可以通過選擇、搭配不同的等離子體清洗類型，產(chǎn)生不同的清洗效果，滿足后續(xù)處理工藝對材料表面特性的多種需求；

 

　�。�2）由于等離子體的方向性不強，因此方便清洗帶有凹陷、空洞、褶皺等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物件，適用性較強；

 

　　（3）可處理多種基材，對待清洗物件的要求較低，因此特別適合清洗不耐熱和溶劑的基體材料；

 

　　（4）清洗過后無需干燥或其他工序，無廢液產(chǎn)生，同時其工作氣體排放無毒害，安全環(huán)保；

 

　�。�5）操作簡便、易控、快捷，轉(zhuǎn)瓶等離子清洗機對真空度要求不高或可直接采用大氣壓等離子體清洗工藝，同時此工藝避免了大量溶劑的使用，因此成本較低。