氧气（O2）plasma清洗活化改性原理

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-07-05

等离子体是正离子和电子的密度大致相等的电离气体。由离子、电子、自由激进分子、光子以及中性粒子组成，是物质的第四态。通常情况下，人们普遍认为的物质有固态、液态、气态三态。区分这三种状态是靠物质中所含能量的多少。气态是物质的三个状态中最高的能量状态。给气态物质更多的能量，比如加热,将会形成等离子体。当到达等离子状态时,气态分子裂变成了许许多多的高度活跃的粒子。这些裂变不是永久的，一旦用于形成等离子体的能量消失，各类粒子重新结合，形成原来的气体分子。与湿法清洗不同,等离子清洗的机理是依靠处于“等离子态”的物质的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。从日前各类清洗方法来看,等离子体清洗也是所有清洗方法中最为彻底的剥离式的清洗方式。

一般在等离子清洗中,可把活化气体分为两类,一类为惰性气体的等离子体(如Ar、N₂等);另一类为反应性气体的等离子体(如0₂,H₂等)。

氧气（O2）plasma清洗活化改性原理：

氧气等离子清洗(O-plasma)是指在将氧气引入等离子体清洗机腔室时进行的等离子体处理，通常用于样品表面清洁，也可以与其他气体结合以蚀刻塑料等多种材料。

氧气plasma清洗过程从原理上分为两个过程:
过程1为有机物的去除。
首先是利用等离子的原理将氧气分子激活:
O₂→O+O+2e^-，O+O₂→O₃
O₃→O+O₂
然后利用O,0₃与有机物进行反应,达到将有机物排除的目的:
有机物+O,0₃→CO₂+H₂O
过程2为表面的活化。
首先是利用等离子的原理将氧气分子激活:
O₂→O+O+2e^-，O+O₂→O₃
O₃→O+O₂
然后利用O,03含氧官能团的表面活化作用,来改善材料的粘着性和湿润性能,其反应为:
R·+O·→RO·
R·+O2→ROO·

氧气（O2）plasma清洗活化改性的一些应用：

ITO玻璃的氧气plasma清洗：目的是进一步去除ITO玻璃表面有机物杂质，有利于提高ITO表面的功函数和改善表面亲水性。
PDMS键合：通过氧等离子体气体对PDMS表面进行轰击，使PDMS表面引入亲水性质的-CH、-COOH、-SiOx等基团，这些活性基团的引入代替了PDMS表面原有的-CH3基团，使PDMS形成活性表面，从而表现出较强的亲水性质。

Plasma清洗活化技术中最常用的气体是氧气（O₂），因为它可用性广，成本低，通常用于清洁玻璃、塑料和特氟龙等非金属材料。像其他形式的等离子体一样氧气也能够对样品表面进行改性，提高样品表面的亲水性，还可以与氩气混合剥离金属表面的氧分子，进而防止氧化。