Plasma表面清洁原理及示意图

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：2023-02-27

等离子体（plasma）简介
通俗的说，等离子体（plasma）就是被电离的气体。等离子体（plasma）这一物理学概念最早由美国著名的科学家朗缪尔（Langmuir）于1928年在一篇论文中首次提出。比较严格的定义是：等离子体（plasma）是由电子、阳离子和中性粒子组成的整体上呈现电中性的物质集合。

等离子体（plasma）又叫做电浆，是由原子或原子团因失去电子而被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，被视为固、液、气外，物质存在的第四态，常被称为等离子态，或者“超气态”，如图1.1。等离子体与固体、液体或气体的性质有本质区别，它是由大量带电粒子组成的非凝聚系统。

图1.1 四种物质状态

Plasma表面清洁原理
Plasma表面清洁主要是基于等离子体放电产生的大量活性粒子，在一定条件下，这些活性粒子会与被清洗物体表面污染物发生反应，达到清洗的效果。

等离子体中数量最多的粒子是呈电中性的自由基，其存在时间长、能量高。在清洗过程中，表面污染物极易与这些带有高能量的自由基反应，产生新的自由基，也获得了高能量，变得不稳定后进行下一步反应。随着反应的不断进行，这些自由基的能量越来越低，最后生成易挥发的小分子，达到清洗的效果。因此，自由基为整个清洗过程中的化学反应提供了能量。

Plasma表面清洁主要分成两个反应过程，如图1.2所示。在化学反应过程中，活性粒子与有机分子结合，发生解链，中间形成新的不稳定基团，最后分解成易挥发的二氧化碳和水；在物理反应过程中，活性粒子在电场作用下，以一定速度和能量撞击被清洗物体表面，克服分子与表面的结合力，使表面污染物分子分解或脱落，达到清洗的目的。

图1.2 plasma 表面清洁原理示意图

氧气等离子和氢气等离子都具有活拔的化学性质，是plasma表面清洗中典型的化学反应清洗。O₂ plasma表面清洗可以有效的去除有机物，中性的氧原子具有非常活拨的化学性质，能够与有机沾污迅速地发生反应，生成易挥发的气体（CO、CO₂和H₂O脱离物体表面，但此方法不适合处理易氧化的材料。H2 plasma通过活性原子的还原性，可以很容易的去除金属表面的氧化层，而且也可以和有机碳氧化合物反应生成挥发性的物质，比如CH₄。化学plasma表面清洗的特点是速度快，而且选择性非常好。

Plasma表面清洁与湿法清洗工艺相比，plasma清洁不需要使用强酸、强碱等溶液，不需要后期的烘干过程，也无废水处理的要求，是一种简单高效、经济环保、无二次污染的清洗方法，并且经过plasma表面清洁后的产品能改善其表面亲水性，粘接性等性能。