金属等离子清洗机,金属等离子表面处理工艺

等离子清洗机利用等离子体中高能粒子和活性粒子,通过轰击或活化反应作用达到将金属表面污物去除的目的。等离子体清洗的过程中不使用化学试剂,所以不会造成二次污染,清洗设备可重复性强,所以设备的运行成本比较低,而且操作灵活简单,可以实现对金属表面的整体或某些局部及复杂结构的清洗;有些经过等离子体清洗后的表面性能还可以得到改善,有助于金属的后续加工应用。

等离子体清洗的机理

等离子体中处理存在着大量的气体分子、电子和离子外,还存在大量受激发的中性原子、原子团自由基及等离子体射出的光线。等离子体清洗是利用离子、电子、受激原子、自由基及其射出的光线与被清洗表面的污染物分子分别发生活化反应而最终将污染物清除的过程。

电子在金属表面清洗过程中的作用

在等离子体中,电子与原子或分子之间的碰撞,可以产生激发态中性原子或原子团(又称自由基),这些激发态原子或自由基与污染物分子发生活化反应而使污染物脱离金属表面。当电子输运到表面清洗区域时,与清洗表面吸附的污染物分子发生碰撞,会促使污染物分子发生分解而产生活性自由基,这会有利于引发污染物分子的进一步活化反应;而且,质量很小的电子比离子运动要快得多,因此电子要比离子更早到达物体表面,并使表面带有负电荷,从而有利于引发进一步活化反应。

离子在金属表面清洗过程中的作用

一方面是阳离子被附有负电荷的物体表面所加速获得很大的动能,发生纯物理碰撞,可以使得附着在物体表面的污物被剥离;另一方面,阳离子的撞击作用还可以增加物体表面污染物分子发生活化反应的几率。

自由基在金属表面清洗过程中的作用

一般情况下,等离子体中自由基的存在数量比离子多,呈现电中性,寿命比较长,且具有大的能量比较高。在清洗过程中,表面的污染物分子很容易与高能的自由基相结合而产生新的自由基,这些新的自由基也居于高能状态,极不稳定,很容易自身分解而转变为较小的分子,同时生成新的自由基,这种过程将持续不断的进行下去,直至被分解成稳定的易挥发的简单小分子,最终使污染物脱离金属表面,在此过程中,自由基的主要作用表现在活化作用过程中的能量传递,在自由基与表面污物分子相结合的过程中,会有大量的结合能释放出来,被释放出的能量作为推进表面污物分子发生新的活化反应的动力,有利于污染物在等离子体的活化作用下更彻底地被清除掉。

发射光线在金属表面清洗过程中的作用

等离子体产生的同时会发射出光线,它具有很高的能量且穿透力很强,金属表面污物分子在光线的作用下,分子键断裂而被分解,从而有利于推动黏附在金属表面上的污染物分子发生进一步的活化反应。
综上所述,等离子清洗机主要是凭借等离子体中的电子、离子、激发态原子及自由基等活性离子的活化作用,将金属表面有机污染物的大分子一步步分解而最终产生稳定的易挥发的简单小分子,终将黏着在表面的污物彻底脱离清除。同时,经过等离子体清洗后的金属表面附着性能和表面润湿性可以极大程度的被改善,而这些性能的改善对金属材料的进一步表面处理也是非常有利的。随着高科技产业的快速发展,等离子体清洗的应用越来越广,目前已广泛应用在电子工业、半导体行业和光电行业等高科技领域。

真空等离子清洗机

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