Что такое плазменное устройство атмосферного давления?

Что такое устройство плазмы атмосферного давления?

Устройства плазмы атмосферного давления — это устройства, которые используют плазменный разряд для удаления органических веществ и оксидов.

Они характеризуются тем, что состоят только из реакционного газа для генерации плазмы и источника питания и не требуют декомпрессионного бака. Поскольку они могут удалять органические пленки на поверхности полимерных материалов и оксиды на металлических поверхностях, они широко используются не только в промышленных приложениях, но и в академических исследованиях. Компактные устройства также были разработаны и используются в различных областях.

В частности, они используются для стерилизации медицинских инструментов, стерилизации на предприятиях по переработке пищевых продуктов и обработки поверхности в процессах производства полупроводников. Кроме того, также решаются экологические проблемы, и устройства с плазмой атмосферного давления используются для разработки технологий очистки выхлопных газов и сточных вод.

Применение устройств с плазмой атмосферного давления

Устройство с плазмой атмосферного давления может модифицировать поверхность смол, пленок и полимерных материалов. Модификация поверхности может выполняться на высокой скорости и без повреждения поверхности.

Они широко используются в производстве полупроводников, электронных компонентов, пластмасс и изделий из стекла. В частности, можно ожидать, что очистка поверхности с использованием реакций с плазмой и изменение состава полимерных поверхностей улучшат гидрофильность.

Кроме того, даже такие материалы, как полиэтилен и полипропилен, можно склеивать с помощью клеев (на основе уретана или эпоксидной смолы) для повышения прочности сцепления. По этой причине плазменное устройство атмосферного давления также используется для таких продуктов, как автомобильные детали и медицинские приборы, где требуется прочность сцепления.

Принцип действия плазменных устройств атмосферного давления

Устройство плазмы атмосферного давления использует высокочастотный импульсный источник питания для генерации плазменного разряда, а активные частицы, такие как электроны и ионы в плазме, используются для модификации и очистки поверхности.

Плазма является четвертым состоянием вещества и является высокоэнергетическим состоянием. В плазме электроны и оставшиеся ионы смешиваются в результате явлений ионизации, при которых электроны выбрасываются из атомов, но общее распределение заряда сохраняется нейтральным.

В плазменном устройстве атмосферного давления активные частицы в плазме вызывают химические реакции на поверхностях, что позволяет модифицировать и очищать поверхность. Например, когда генерируется кислородная плазма, она связывается с атомами углерода, составляющими смолу, и десорбирует их с поверхности в виде CO2. Эту химическую реакцию можно использовать для очистки и модификации поверхности смол, пленок и полимерных материалов.

Устройство плазмы атмосферного давления также используется в производстве полупроводников, электронных компонентов, пластика и изделий из стекла. Ожидается, что очистка поверхности и изменение состава полимерных поверхностей с использованием реакций с плазмой улучшат гидрофильность и увеличат прочность сцепления.

Устройства плазмы атмосферного давления представляют собой низкотемпературную плазму, которая может генерировать плазму при относительно низких температурах по сравнению с термической плазмой, которая находится в высокотемпературном состоянии и может генерироваться с использованием высокочастотного импульсного источника питания.

Типы устройств плазмы атмосферного давления

Существует два основных типа устройств плазмы атмосферного давления: устройства плазмы коронного разряда и устройства плазмы микроволнового типа

1. Устройство плазмы коронного разряда

Устройства плазмы коронного разряда основаны на плазме, генерируемой с использованием высокочастотного источника питания. При приложении высокочастотного напряжения между электродами плазма разряжается, а модификация поверхности и очистка выполняются посредством химических реакций с реакционным газом. Он характеризуется низкими температурами и эффективен для полимерных материалов, таких как смолы и пленки.

2. Система плазмы микроволнового типа

Системы плазмы микроволнового типа используют микроволны для генерации плазмы. При заливке реакционного газа и применении высокочастотного электрического поля микроволны поглощаются реакционным газом, и генерируется плазма. Он может генерировать высокотемпературную плазму, которая используется для модификации поверхности с высоким разрешением и формирования тонких пленок металлов и керамики.