等離子處理設備是一種高技術的設備，能夠在微觀尺度上進行清洗和表面改性。其原理是借助于等離子體反應生成活性氣體，并使這些氣體與待處理物表面發(fā)生碰撞作用，從而實現(xiàn)對物體表面的清洗和改性。以下將詳細介紹等離子處理設備的原理。
一、等離子狀態(tài)
等離子狀態(tài)是常見物質(zhì)狀態(tài)之一，類似于固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)以及波動態(tài)。等離子體是由氣體或者液體中的分子或原子組成的高溫、高能帶電粒子集合體，其特點之一是其具有自激勵性質(zhì)，即在一定情況下，它們能夠釋放出足夠的能量來促使更多原子或分子進入等離子態(tài)。
二、等離子處理設備的基本原理
等離子處理設備利用等離子變化能夠產(chǎn)生的大量質(zhì)子、氧離子、氮離子、硅離子等帶異性質(zhì)的粒子，并加速這些粒子，將它們引導到待處理物表面，這些粒子與物體表面的原子或者分子碰撞后，會釋放出巨大的能量，這個過程稱為離子表面交互反應過程。這些反應產(chǎn)生的碰撞粒子的能量所激發(fā)物體表面分子的原子層具有不同的效應，如化學反應、物理反應和結(jié)構變化等。
三、等離子處理設備的操作過程
等離子處理設備由等離子發(fā)生器、等離子噴霧裝置、真空泵系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分組成。其工作流程包括以下幾個步驟：
1.真空抽除：將待處理物置于等離子處理室中，開啟泵系統(tǒng)，將氣體排出，形成真空環(huán)境。
2.等離子振蕩：通過高頻電源產(chǎn)生感應電場，將氣體激勵起來，從而產(chǎn)生等離子體。
3.等離子擴散：等離子體向外擴散，與待處理物接觸并發(fā)生離子表面交互反應，從而實現(xiàn)對物體的清洗和改性。
4.進料：對待處理的物體進行進料，并使其暴露在等離子體前緣處。
5.等離子處理：對待處理的物體進行等離子表面交互反應，從而實現(xiàn)清洗和改性的目的。
6.結(jié)束處理：當處理完成后，要將氣體排出，并關閉設備。
四、等離子處理設備的應用
等離子處理設備已廣泛應用于各種領域。在電子行業(yè)中，它被用于微電子制造和集成電路清洗；在醫(yī)療行業(yè)中，它被用于殺菌和消毒；在化學工藝中，它被用于表面噴涂和材料改性；在環(huán)保治理中，它被用于廢水處理和氣態(tài)污染物處理。其利用等離子技術，既能達到有效、環(huán)保的處理效果，又不會對待處理物體造成損傷，成為一種非常有前途的清洗和改性的方法。
綜上所述，等離子處理設備通過產(chǎn)生等離子體反應生成活性氣體，實現(xiàn)對物體表面的清洗和改性。該技術已經(jīng)得到廣泛應用，在電子、醫(yī)療、化學、環(huán)保等領域都有著重要的作用。等離子噴涂工藝流程
在等離子噴涂過程中，影響涂層質(zhì)量的工藝參數(shù)很多，主要有：
①等離子氣體：氣體的選擇原則主要根據(jù)是可用性和經(jīng)濟性，N2氣便宜，且離子焰熱焓高，傳熱快，利于粉末的加熱和熔化，但對于易發(fā)生氮化反應的粉末或基體則不可采用。Ar氣電離電位較低，等離子弧穩(wěn)定且易于引燃，弧焰較短，適于小件或薄件的噴涂，此外Ar氣還有很好的保護作用，但Ar氣的熱焓低，價格昂貴。
氣體流量大小直接影響等離子焰流的熱焓和流速，從而影響噴涂效率，涂層氣孔率和結(jié)合力等。流量過高，則氣體會從等離子射流中帶走有用的熱，并使噴涂粒子的速度升高，減少了噴涂粒子在等離子火焰中的“滯留”時間，導致粒子達不到變形所必要的半熔化或塑性狀態(tài)，結(jié)果是涂層粘接強度、密度和硬度都較差，沉積速率也會顯著降低；相反，則會使電弧電壓值不適當，并大大降低噴射粒子的速度。極端情況下，會引起噴涂材料過熱，造成噴涂材料過度熔化或汽化，引起熔融的粉末粒子在噴嘴或粉末噴口聚集，然后以較大球狀沉積到涂層中，形成大的空穴。
②電弧的功率：電弧功率太高，電弧溫度升高，更多的氣體將轉(zhuǎn)變成為等離子體，在大功率、低工作氣體流量的情況下，幾乎全部工作氣體都轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚缘攘Ｗ恿?，等粒子火焰溫度也很高，這可能使一些噴涂材料氣化并引起涂層成分改變，噴涂材料的蒸汽在基體與涂層之間或涂層的疊層之間凝聚引起粘接不良。此外還可能使噴嘴和電極燒蝕。
而電弧功率太低，則得到部分離子氣體和溫度較低的等離子火焰，又會引起粒子加熱不足，涂層的粘結(jié)強度，硬度和沉積效率較低。
③供粉：供粉速度必須與輸入功率相適應，過大，會出現(xiàn)生粉（未熔化），導致噴涂效率降低；過低，粉末氧化嚴重，并造成基體過熱。
送料位置也會影響涂層結(jié)構和噴涂效率，一般來說，粉末必須送至焰心才能使粉末獲得好的加熱和高的速度。
④噴涂距離和噴涂角：噴槍到工件的距離影響噴涂粒子和基體撞擊時的速度和溫度，涂層的特征和噴涂材料對噴涂距離很敏感。
噴涂距離過大，粉粒的溫度和速度均將下降，結(jié)合力、氣孔、噴涂效率都會明顯下降；過小，會使基體溫升過高，基體和涂層氧化，影響涂層的結(jié)合。在機體溫升允許的情況下，噴距適當小些為好。
噴涂角：指的是焰流軸線與被噴涂工件表面之間的角度。該角小于45度時，由于“陰影效應”的影響，涂層結(jié)構會惡化形成空穴，導致涂層疏松。
⑤噴槍與工件的相對運動速度
噴槍的移動速度應保證涂層平坦，不出線噴涂脊背的痕跡。也就是說，每個行程的寬度之間應充分搭疊，在滿足上述要求前提下，噴涂操作時，一般采用較高的噴槍移動速度，這樣可防止產(chǎn)生局部熱點和表面氧化。
⑥基體溫度控制
較理想的噴涂工件是在噴涂前把工件預熱到噴涂過程要達到的溫度，然后在噴涂過程中對工件采用噴氣冷卻的措施，使其保持原來的溫度。等離子處理在現(xiàn)在的市場應用范圍
（1）等離子處理在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機理
我們在工業(yè)應用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進行表面連接的時候會出現(xiàn)粘接困難的問題，這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的，這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(tài)下進行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差，甚至不進行。
有些工藝用一些化學藥劑對這些橡塑表面進行處理，這樣能改變材料的粘接效果，但這種方法不易掌握，化學藥劑本身具有毒性，操作非常麻煩，成本也較高，而且化學藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。
利用等離子處理對這些材料進行表面處理，在高速高能量的等離子體的轟擊下，這些材料結(jié)構表面得以大化，同時在材料表面形成一個活性層，這樣橡膠、塑料就能夠進行印刷、粘合、涂覆等操作，如圖2所示。應用等離子技術對橡塑表面處理，其操作簡單，處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生，處理效果好，效率高，運行成本低。
（2）等離子處理在橡膠、塑料行業(yè)的應用
等離子表面處理技術的應用領域包括橡膠、復合材料、玻璃、布料、金屬等，涉及各行各業(yè)，這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑料領域一些行業(yè)的具體應用。
（3）等離子處理在汽車行業(yè)的應用
與金屬粘接的表面性能，而不能影響另一面的性能。工業(yè)中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果，但是卻改變了原有PTFE的性能。經(jīng)實驗證明，用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后，其表面活性明顯增強，與金屬之間的粘接牢固可靠，滿足了工藝的要求，而另一面保持原有的性能，其應用也越來越被廣泛認同。
