凯发平台网址是一种高技术的设备,能够在微观尺度上进行清洗和表面改性。其原理是借助于等离子体反应生成活性气体,并使这些气体与待处理物表面发生碰撞作用,从而实现对物体表面的清洗和改性。以下将详细介绍等离子处理设备的原理。
一、等离子状态
等离子状态是常见物质状态之一,类似于固态、液态、气态以及波动态。等离子体是由气体或者液体中的分子或原子组成的高温、高能带电粒子集合体,其特点之一是其具有自激励性质,即在一定情况下,它们能够释放出足够的能量来促使更多原子或分子进入等离子态。
二、等离子处理设备的基本原理
等离子处理设备利用等离子变化能够产生的大量质子、氧离子、氮离子、硅离子等带异性质的粒子,并加速这些粒子,将它们引导到待处理物表面,这些粒子与物体表面的原子或者分子碰撞后,会释放出巨大的能量,这个过程称为离子表面交互反应过程。这些反应产生的碰撞粒子的能量所激发物体表面分子的原子层具有不同的效应,如化学反应、物理反应和结构变化等。
三、等离子处理设备的操作过程
等离子处理设备由等离子发生器、等离子喷雾装置、真空泵系统和控制系统等部分组成。其工作流程包括以下几个步骤:
1.真空抽除:将待处理物置于等离子处理室中,开启泵系统,将气体排出,形成真空环境。
2.等离子振荡:通过高频电源产生感应电场,将气体激励起来,从而产生等离子体。
3.等离子扩散:等离子体向外扩散,与待处理物接触并发生离子表面交互反应,从而实现对物体的清洗和改性。
4.进料:对待处理的物体进行进料,并使其暴露在等离子体前缘处。
5.等离子处理:对待处理的物体进行等离子表面交互反应,从而实现清洗和改性的目的。
6.结束处理:当处理完成后,要将气体排出,并关闭设备。
四、等离子处理设备的应用
等离子处理设备已广泛应用于各种领域。在电子行业中,它被用于微电子制造和集成电路清洗;在医疗行业中,它被用于杀菌和消毒;在化学工艺中,它被用于表面喷涂和材料改性;在环保治理中,它被用于废水处理和气态污染物处理。其利用等离子技术,既能达到有效、环保的处理效果,又不会对待处理物体造成损伤,成为一种非常有前途的清洗和改性的方法。
综上所述,等离子处理设备通过产生等离子体反应生成活性气体,实现对物体表面的清洗和改性。该技术已经得到广泛应用,在电子、医疗、化学、环保等领域都有着重要的作用。等离子喷涂工艺流程
在等离子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:
①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,n2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外ar气还有很好的保护作用,但ar气的热焓低,价格昂贵。
气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。
②电弧的功率:电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。
而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。
③供粉:供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。
送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得好的加热和高的速度。
④喷涂距离和喷涂角:喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。
喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。
喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。
⑤喷枪与工件的相对运动速度
喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。
⑥基体温度控制
较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。等离子处理在现在的市场应用范围
(1)等离子处理在橡塑行业产品上的作用机理
我们在工业应用中发现一些橡胶塑料件在进行表面连接的时候会出现粘接困难的问题,这是因为聚丙烯、ptfe等橡胶塑料材料是没有极性的,这些材料在未经过表面处理的状态下进行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至不进行。
有些工艺用一些化学药剂对这些橡塑表面进行处理,这样能改变材料的粘接效果,但这种方法不易掌握,化学药剂本身具有毒性,操作非常麻烦,成本也较高,而且化学药剂对橡塑材料原有的优良性能也有影响。
利用等离子处理对这些材料进行表面处理,在高速高能量的等离子体的轰击下,这些材料结构表面得以大化,同时在材料表面形成一个活性层,这样橡胶、塑料就能够进行印刷、粘合、涂覆等操作,如图2所示。应用等离子技术对橡塑表面处理,其操作简单,处理前后没有有害物质产生,处理效果好,效率高,运行成本低。
(2)等离子处理在橡胶、塑料行业的应用
等离子表面处理技术的应用领域包括橡胶、复合材料、玻璃、布料、金属等,涉及各行各业,这篇文章中我们主要介绍其在橡胶、塑料领域一些行业的具体应用。
(3)等离子处理在汽车行业的应用
与金属粘接的表面性能,而不能影响另一面的性能。工业中用莱钠溶液处理虽然能在一定程度上提高粘接效果,但是却改变了原有ptfe的性能。经实验证明,用等离子体轰击需粘接的ptfe表面后,其表面活性明显增强,与金属之间的粘接牢固可靠,满足了工艺的要求,而另一面保持原有的性能,其应用也越来越被广泛认同。