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等離子表面處理機(jī)是一種利用等離子體（plasma）技術(shù)對(duì)材料表面進(jìn)行處理的設(shè)備。它通過(guò)將材料表面暴露在高能的等離子體中，利用等離子體中的離子、電子和自由基與材料表面發(fā)生反應(yīng)，改變材料表面的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。

等離子體是由大量正負(fù)帶電粒子和中性粒子組成的,并表現(xiàn)出集體行為的一種中性氣體。等離子體是一種全部或部分電離的氣體物質(zhì),含有原子、分子、粒子的亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài),并且其中電子、負(fù)離子與正離子的含量大致相等,故名等離子體。等離子體又被稱為物質(zhì)的第四態(tài)。它具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)溫度高,粒子動(dòng)能大具有類似金屬的導(dǎo)電性能化學(xué)性質(zhì)活潑,容易發(fā)生反應(yīng)具有發(fā)光特性等,因此等離子體具有廣泛的應(yīng)用范圍。

等離子體技術(shù)作為制造業(yè)中一種新興的表面處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于電子、通信、汽車、紡織、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。等離子體的激發(fā)方式主要有電場(chǎng)、光、高能射線或高溫等方法，工業(yè)中常用高壓電作為激勵(lì)，通過(guò)電場(chǎng)加速氣體中的電子、離子或高能粒子的運(yùn)動(dòng)，使其相互碰撞，將氣體電離，從而產(chǎn)生等離子體。

等離子表面處理機(jī)工作原理

工業(yè)領(lǐng)域常用壓縮氣體/氮?dú)馔ㄟ^(guò)高頻高壓電，將氣體電離產(chǎn)生等離子體。根據(jù)等離子體發(fā)生器槍頭的放電通道結(jié)構(gòu)不同，可分為介質(zhì)阻擋放電和裸露電極放電，大部分等離子表面處理機(jī)使用的是裸露電極放電。

等離子表面處理機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，等離子表面處理機(jī)由等離子體噴槍、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣系統(tǒng)等三部分組成。

圖1（a） 等離子表面處理機(jī)工作原理示意圖

等離子表面處理機(jī)的工作原理：當(dāng)交流高壓電源以幾kHz，數(shù)kV輸出時(shí)，電源的高壓輸出端接槍頭棒狀金屬電極，另一端與槍頭外殼相連并接地，在棒狀電極末端，距離金屬噴嘴最近的地方易形成極高電場(chǎng)，出現(xiàn)尖端放電；并隨著槍頭通入工作氣體，在高頻高壓電的作用下，產(chǎn)生等離子體并由工作氣體吹出，形成等離子體射流伴，隨嘶嘶聲。

為了防止在筒狀外殼內(nèi)部出現(xiàn)電弧放電，等離子體射流放電的氣體壓力一般控制在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓以上，使等離子體被迅速吹出，不足以積累成電?。煌瑫r(shí)氣體壓力也不能過(guò)高，否則電離的等離子體無(wú)法形成等離子體射流。等離子體射流放電實(shí)現(xiàn)放電空間與使用空間的隔絕，即在腔體內(nèi)部放電電離，而在腔體外部形成射流用于處理材料。

等離子表面處理機(jī)可以在不損害基底優(yōu)良性能的同時(shí),引入極性基團(tuán)，增加表面粗糙程度，提高表面能低溫等離子體表面處理屬于于式工藝，和傳統(tǒng)的化學(xué)濕法相比，它可以得到傳統(tǒng)的化學(xué)方法難以得到的處理效果，并且無(wú)廢棄物，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。與高能量的放射線和電子束輻照處理相比，其獨(dú)特之處在于低溫等離子體放電表面處理的作用僅涉及表面極薄層，一般在離表面幾十到數(shù)千埃的范圍內(nèi)，能使材料表面性能顯著改善而材料本體卻不受影響。此外低溫等離子體表面處理所需的成本低，對(duì)被處理材料的形狀沒(méi)有嚴(yán)格的要求，并且可以在線連續(xù)處理。