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等离子清洗的基本原理介绍


低温等离子体通常应用于材料表面清洗,具有很高的作用强度高和低穿透能力,工艺处理简单且效果好,环保节能等特点,可与材料表面发生一系列复杂的物理反应或是化学反应。

等离子清洗的基本原理:

等离子清洗的基本原理即是等离子体通过其内部具有特定反应活性或高能量的粒子,如离子、电子、激发态的原子和分子以及自由基等等,去撞击待清洗材料表面,将附着在表面的污染物或微颗粒物剥离或与产品表面的有机物发生反应生成易挥发的气体,随真空泵排出,从而达到清洁材料表面的目的,属于干法清洗技术,在不破坏材料表面特性的情况下,有效清除待清洗材料表面的污染物,其优势明显,能替代传统的湿法清洗技术。

等离子体清洗过程如下所示:

射频激发产生等离子体→激发状态(原子团、离子、中性分子)→等离子发生溅射、浸蚀→清洗反应

射频激发清洗气体产生等离子体;处于激发态的粒子在待清洗材料表面发生溅射、浸蚀从而进行等离子清洗反应。因为等离子体中存有电子、离子和自由基等活性粒子,其本身很容易和固体表面发生物理或是化学反应。(1)原子团等自由基与待清洗产品表面的作用:等离子体自由基多于电子,而且呈现电中性,处于激发态的自由基具有很高的能量,容易与产品表面分子相结合不断产生新的自由基,新形成的自由基也有很高的能量,易引发分解反应产生小分子和新的自由基,从而引发产品表面上的物质发生连续化学反应最终分解成水和二氧化碳等易挥发物质;(2)电子与产品表面的作用:电子撞击产品表面,促使附着在产品表面的气体分子产生化学分解或解吸,且大量的电子聚集于产品表面撞击易引发化学反应;(3)离子与产品表面的作用:通常带正电荷的阳离子会加速向带负电荷表面运动,导致产品表面的原子或分子获得较大的动能,最终逃逸出产品表面,该现象被称为溅射现象;(4)紫外线与产品表面的作用:其具有很强的光能,且穿透能力很强,可以将附着在产品表面的物质分子键断裂,可穿透产品的表层并深达数微米而进行反应。总之,利用等离子体内的各种高能量的物质的活化性能,进行产品表面清洗,将附着在待清洗产品表面的氧化物及污染物脱附。

等离子清洗与传统湿法清洗相比具有如下优点:等离子清洗无需使用化学溶液,如酸、碱或其它有机溶剂等,无腐蚀等隐患,安全可靠;等离子清洗后无废液产生,有利于环境保护。

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