真空等離子清洗機工作原理介紹
文章出處:等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間:2022-04-06
真空等離子清洗機的工作原理是:在有效的真空度內,利用2個電極形成電磁場.隨著氣體越來越稀薄,分子之間受磁場作用發生碰撞而形成等離子體并產生輝光.等離子體在真空腔體空間內自由運動,不斷轟擊被處理材料表面并與其反應生成產物分子.撤去真空條件后,材料表面的產物分子與空氣接觸發生解析,生成活性基團。
根據用途的不同,可選用多種構造的等離子清洗機,并可通過選用不同種類的氣體,調整裝置的特征參數等方法使工藝流程實現最佳化。但真空等離子清洗機的基本結構大致是相同的如下圖一所示,一般裝置可由真空室、真空泵、高頻電源、電極、氣體導入系統、工件傳送系統和控制系統等部分組成。通常使用的真空泵是旋轉油泵,高頻電源通常用13.56MHz的無線電波。
1-產品 2-載物托盤 3-真空室 4-角閥 5-氣瓶 6-壓力控制系統 7-電極 8-電極 9-等離子發生器 10-真空泵
圖一 等離子清洗機結構圖
真空等離子清洗機的運行過程如下:
(1)被清洗的工件送入真空室并加以固定,啟動運行裝置,開始排氣,使真空室內的真空程度達到10Pa左右的標準真空度。一般排氣時間大約需要2min。
(2)向真空室引入等離子清洗用的氣體,并使其壓力保持在100Pa。根據清洗材質的不同,可分別選用氧氣、氫氣、氬氣或氮氣等氣體。
(3)在真空室內的電極與接地裝置之間施加高頻電壓,使氣體被擊穿,并通過輝光放電而發生離子化和產生等離子體。讓在真空室產生的等離子體完全籠罩住被處理工件,開始清洗作業。一般清洗處理持續幾十秒到幾分鐘。
(4)清洗完畢后切斷高頻電壓,并將氣體及氣化的污垢排出,同時向真空室內鼓入空氣,并使氣壓升至一個大氣壓。
真空等離子清洗機的工作原理理論分析
我們先簡單的定義什么是等離子體,等離子體是一團含有正離子、電子、自由基及中性氣體原子所組成的會發光的氣體團,如日光燈、霓虹燈發亮的狀態,就是屬于等離子體發亮的狀態。
等離子體的產生最主要是靠電子去撞擊中性氣體原子,使中性氣體原子解離而產生等離子體,但中性氣體原子核對其外圍的電子有一束縛的能量,我們稱它為束縛能,而外界的電子能量必須大于此束縛能,才會有能力解離此中性氣體原子。但是,此外界的電子往往是能量不足的,沒有解離中性氣體原子的能力,所以,我們必須用外加能量的方法給電子能量,使電子有能力解離此中性氣體原子。
要外加能量給電子,最簡單的方法就是用平行電極板加一直流電壓,電子在電極中,會被帶正電的電極所吸引而加速,在加速的過程中,電子就可以累積能量,當電子的能量達到某一時程度時,就有能力來解離中性氣體原子。能產生高密度等離子體的方法有很多種,在此我們簡單的介紹一下電容耦合式。
射頻放電裝置有很多種結構型式,根據電極在放電室的位置區分,可分為外電極和內電極;根據射頻電源的耦合方式區分,可分為電容耦合和電感耦合,常見的工業用等離子清洗機一般采用電容耦合方式,如圖2示。
圖二 電容耦合示意圖
電容耦合式多采用平板式電極,電極位于放電室內,在兩極板之間加射頻功率,電場激發放電,并形成穩定的等離子。電容耦合式結構簡單,等離子密度較直流放電高很多,尤其是大規模生產的化學反應裝置,平板式電極放電區域大、穩定性好、效率高,很容易獲得大面積的加工處理能力。
以上就是關于真空等離子清洗機工作原理的一些簡單介紹,等離子清洗能夠提升材料的粘附性與濕潤性,去除不同類型的污染物和雜質,從而為之后的工序奠定良好的基礎。