清洗技術(shù)介紹

等離子體處理作為一種新型的表面處理

技術(shù)

（plasma treatment / plasma cleaner / 等離子清洗),近幾年來隨著各行各業(yè)應(yīng)用的不斷深入，已逐漸被公眾所熟知。然而，等離子技術(shù)本身并非一概而論，大同小異，不同的廠家之間，各自發(fā)展出了不同類型，不同功用的

等離子體技術(shù)

。大氣壓輝光等離子技術(shù)，不同于其它的等離子技術(shù)，因其獨特的技術(shù)特點，在近五年內(nèi)業(yè)已成為行業(yè)新的發(fā)展方向。

1.corona plasma、glow plasma and arc plasma

按照等離子的產(chǎn)生原理來區(qū)分，現(xiàn)在等離子技術(shù)可以分為corona（科羅娜）、glow（輝光）、arc （電?。﹑lasma 三種類型。對于不同的類型，均發(fā)展出相關(guān)的應(yīng)用。

為了對上述三種等離子類型有一個更直觀的認知，我們通常采用直流電源作為激發(fā)能源構(gòu)建等離子模型。不同的等離子技術(shù)專家與科研機構(gòu)所構(gòu)建的模型大同小異。在此，我們以美國普林斯頓等離子物理實驗室的模型（Structure of a Glow Discharge）作為參考。如圖1所示，X坐標軸表示電流值，Y坐標軸表示電壓值。等離子是隨著電壓與電流的增加而產(chǎn)生并變換狀態(tài)與特性。

中豎線將plasma曲線主要分為三段，從左至右依次是corona plasma,glow plasma,,arc plasma.

1.1 Corona 等離子，也稱電漿。

通常采用空氣或者氮氣（N2)作為發(fā)生氣體。特點是氣體的需求量非常高，使用氮氣時一般需要配備專門的大功率氮氣發(fā)生器，工業(yè)上常用RF射頻作為激發(fā)能源，頻率在40KHZ左右。等離子工作形態(tài)以炬式較為常見（產(chǎn)品如圖2），條狀放電模式使得表面處理后均勻性不高。設(shè)備工作過程中會產(chǎn)生超標的臭氧與氮氧化物等對人體有害的氣體，必須要配套廢氣排放系統(tǒng)一同工作。因為上述特性，Corona 等離子主要適用于對處理效果要求不高，并且后續(xù)運行成本低的行業(yè)（可使用空氣），比如紡織業(yè)等。

1.2 Glow 等離子。

主要分為兩種方式，即腔式與大氣壓式，此兩種等離子技術(shù)均為直接式等離子。

腔式Glow等離子的特點是需要一個封閉的腔體，電極內(nèi)置于真空腔體中，工作時首先用真空泵將腔體內(nèi)空氣吸出形成類真空環(huán)境，然后等離子在整個腔體中形成并直接對在內(nèi)的材料進行表面處理。此種腔式等離子的處理效果要優(yōu)于corona 等離子。后續(xù)運行成本較高，主要原因是其真空泵連續(xù)工作的功耗較大。另外設(shè)備工作時在真空環(huán)節(jié)需要的時間較多，對采用自動化生產(chǎn)線及要求處理效率的工業(yè)領(lǐng)域來說，局限性較明顯。

大氣壓輝光式等離子

大氣壓輝光式等離子

另一種大氣壓Glow(輝光）式等離子技術(shù)。RF射頻作為激發(fā)能源，工作頻率是13.56MHZ。采用氬氣(Ar)作為發(fā)生氣體，氧氣或者氮氣作為反應(yīng)氣體。該技術(shù)的特點是：1. 均勻度高。大氣壓等離子是輝光式的等離子幕，直接作用于材料表面，實驗證明，同一材料不同位置的處理均勻性很高，這一特性對于工業(yè)領(lǐng)域進行下一環(huán)節(jié)的貼合、邦定、涂布、印刷等制程十分重要。

2. 效果可控。大氣壓等離子有三種效果模式可選。一是選用 氬氣/氧氣 組合，主要面向非金屬材料并且要求較高的表面親水效果時采用，比如玻璃，PET Film等。 二是選用 氬氣/氮氣 組合，主要面向各種金屬材料，如金線、銅線等。因氧氣的氧化作用，替換為此方案中的氮氣后，該問題可以得到有效控制。三是只采用氬氣的情況，只采用氬氣也可以實現(xiàn)表面改性，但是效果相對較弱。此為特殊情況，是少數(shù)工業(yè)客戶需要有限而均勻的表面改性時采用的方案。

3. 安全易用。大氣壓式等離子，也是低溫等離子，不會對材料表面造成損傷，例如對方阻值敏感的ITO Film材質(zhì)亦可處理。無電弧，無需真空腔體，也無需廢氣排放系統(tǒng)，長時間使用并不會對操作人員造成身體損害。

4. 面積寬大。大氣壓等離子*大可以處理2m寬的材料，可以滿足現(xiàn)有多數(shù)工業(yè)企業(yè)的需求。

5. 成本低廉。大氣壓等離子設(shè)備功耗低，運行成本以氣體為主。以主要消耗氣體氬氣為例，同corona等離子氣體消耗量相比不足其1/20.

1.3 Arc等離子

Arc等離子技術(shù)通常應(yīng)用于等離子切割機，主要是金屬的切割。可以搭配的工作氣體種類較多，如氬、氧、氮、氫、水蒸氣、空氣、混合氣體等。其等離子電弧的溫度可以高達15000°~30000°。 等離子弧切割是利用極細、高溫、高速的等離子電弧的熱量來熔化進而切割金屬器件，特點是切割快速，熱影響區(qū)小，切割面平滑。