Plasma表面清潔原理及示意圖

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2023-02-27

等離子體（plasma）簡介
通俗的說，等離子體（plasma）就是被電離的氣體。等離子體（plasma）這一物理學概念最早由美國著名的科學家朗繆爾（Langmuir）于1928年在一篇論文中首次提出。比較嚴格的定義是：等離子體（plasma）是由電子、陽離子和中性粒子組成的整體上呈現電中性的物質集合。

等離子體（plasma）又叫做電漿，是由原子或原子團因失去電子而被電離后產生的正負離子組成的離子化氣體狀物質，被視為固、液、氣外，物質存在的第四態，常被稱為等離子態，或者“超氣態”，如圖1.1。等離子體與固體、液體或氣體的性質有本質區別，它是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統。

圖1.1 四種物質狀態

Plasma表面清潔原理
Plasma表面清潔主要是基于等離子體放電產生的大量活性粒子，在一定條件下，這些活性粒子會與被清洗物體表面污染物發生反應，達到清洗的效果。

等離子體中數量最多的粒子是呈電中性的自由基，其存在時間長、能量高。在清洗過程中，表面污染物極易與這些帶有高能量的自由基反應，產生新的自由基，也獲得了高能量，變得不穩定后進行下一步反應。隨著反應的不斷進行，這些自由基的能量越來越低，最后生成易揮發的小分子，達到清洗的效果。因此，自由基為整個清洗過程中的化學反應提供了能量。

Plasma表面清潔主要分成兩個反應過程，如圖1.2所示。在化學反應過程中，活性粒子與有機分子結合，發生解鏈，中間形成新的不穩定基團，最后分解成易揮發的二氧化碳和水；在物理反應過程中，活性粒子在電場作用下，以一定速度和能量撞擊被清洗物體表面，克服分子與表面的結合力，使表面污染物分子分解或脫落，達到清洗的目的。

圖1.2 plasma 表面清潔原理示意圖

氧氣等離子和氫氣等離子都具有活拔的化學性質，是plasma表面清洗中典型的化學反應清洗。O₂ plasma表面清洗可以有效的去除有機物，中性的氧原子具有非常活撥的化學性質，能夠與有機沾污迅速地發生反應，生成易揮發的氣體（CO、CO₂和H₂O脫離物體表面，但此方法不適合處理易氧化的材料。H2 plasma通過活性原子的還原性，可以很容易的去除金屬表面的氧化層，而且也可以和有機碳氧化合物反應生成揮發性的物質，比如CH₄。化學plasma表面清洗的特點是速度快，而且選擇性非常好。

Plasma表面清潔與濕法清洗工藝相比，plasma清潔不需要使用強酸、強堿等溶液，不需要后期的烘干過程，也無廢水處理的要求，是一種簡單高效、經濟環保、無二次污染的清洗方法，并且經過plasma表面清潔后的產品能改善其表面親水性，粘接性等性能。