低温等离子体处理技术

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：2023-08-18

等离子体可以被看为是等量的正电荷和负电荷载体的集合体，具有零电荷。等离子体被称为第四态，区别于其它物质三态（固、液、气）的另一物质聚集态。它实际上是部分离子化的气体，可能由电子、任一极性的离子、以基态或任一激发形式的高能状态的气态原子和分子以光量子组成的气态复合体。其中，在数值上，离子的正电荷总数与电子的负电荷总数是一样的，因而此复合体在宏观上呈电中性，因而被称为等离子体。

等离子体按系统温度分类：可以分为高温等离子体和低温等离子体。在高温等离子体体系中，粒子的温度T＞10^-8-10^-9K，粒子相互之间有足够的能量在随机运动中发生相互碰撞，在一定条件下会发生核聚变反应。低温等离子体又分为热等离子体和冷等离子体两种，其中低温热等离子体是高气体密度下，在常压或高压环境中，由电弧放电或高频放电得到，温度在10³-10⁵K。低温等离子体在反应中具有更高的能量利用效率，在实验室和工业生产中被广泛使用。

产生低温等离子体的方法各式各样，目前大多采用气体放电，常见的气体放电有辉光放电和电晕放电。辉光放电比电晕放电更适合材料的表面改性是因为：电晕等离子体的离子能量密度高，而辉光等离子体的粒子能量密度合适；电晕放电处理效果不均匀，容易损伤材料，而辉光放电处理效果均匀，不会造成材料的机械损伤。并且电晕放电的实验参数不易控制，可重复性低。

低温等离子体处理技术（以下简称等离子体）对高分子材料表面的处理通常是利用Ar、O2、N2、空气等气体经低压辉光放电产生激发态的原子、分子、自由基和离子等作用于材料表面。等离子体对材料表面的作用主要有：清除表面弱边界层、表面刻蚀、表面交联、在材料表面引入特定官能团。在改性过程中几种作用都有可能同时发生并相互竞争，使材料的力学性能和表面能发生改变或者获得较亲水的表面。

利用低温等离子体处理技术改性材料的表面，具有如下一些突出的优点：它仅对材料表面改性而不对材料本体产生破坏，能最大程度保留材料原有的物理机械性能；等离子体处理可以采用各种气体，甚至像惰性气体这样本身不具有反应活性的气体也可以用来做反应气氛；等离子体处理属于干加工，只产生很少污染和有毒废物，不像传统化学处理会造成溶剂残留等问题，是一种节能节水和环境友好的新技术。等离子体处理技术能清洁、快速、高效的改变各种材料的表面性能。