Phun plasma chân không

2021-01-02 22:38:04

Phun plasma chân không (VPS) là công nghệ khắc và sửa đổi bề mặt để tạo ra các lớp xốp có khả năng tái tạo cao và để làm sạch và kỹ thuật bề mặt của nhựa, cao su và sợi tự nhiên cũng như thay thế CFC để làm sạch các thành phần kim loại. Kỹ thuật bề mặt này có thể cải thiện các tính chất như hành vi ma sát, khả năng chịu nhiệt, độ dẫn điện bề mặt, độ bôi trơn, độ bền kết dính của màng, hoặc hằng số điện môi, hoặc nó có thể làm cho vật liệu ưa nước hoặc kỵ nước.

Quá trình này thường hoạt động ở 39–120 ° C để tránh thiệt hại do nhiệt. Nó có thể gây ra các phản ứng bề mặt không được kích hoạt bằng nhiệt, gây ra những thay đổi bề mặt mà không thể xảy ra đối với hóa học phân tử ở áp suất khí quyển. Quá trình xử lý plasma được thực hiện trong môi trường được kiểm soát bên trong một buồng kín ở chân không trung bình, khoảng 13–65 Pa. Khí hoặc hỗn hợp khí được cung cấp năng lượng bởi điện trường từ một chiều đến tần số vi sóng, thường là 1–500 W ở 50 V. Các thành phần được xử lý thường được cách ly về điện. Các sản phẩm phụ plasma dễ bay hơi được bơm chân không hút ra khỏi buồng và nếu cần thiết có thể được trung hòa trong máy lọc khí thải.

Trái ngược với hóa học phân tử, plasmas sử dụng:

Các loài phân tử, nguyên tử, di căn và gốc tự do cho các tác dụng hóa học.

Các ion dương và electron cho hiệu ứng động năng.

Plasma cũng tạo ra bức xạ điện từ dưới dạng các photon UV chân không để xuyên qua các polyme khối đến độ sâu khoảng 10 μm. Điều này có thể gây ra sự cắt đứt chuỗi và liên kết chéo.

Plasmas ảnh hưởng đến vật liệu ở cấp độ nguyên tử. Các kỹ thuật như quang phổ quang điện tử tia X và kính hiển vi điện tử quét được sử dụng để phân tích bề mặt nhằm xác định các quá trình cần thiết và đánh giá ảnh hưởng của chúng. Như một dấu hiệu đơn giản về năng lượng bề mặt và do đó độ bám dính hoặc khả năng thấm ướt, thường sử dụng phép thử góc tiếp xúc giọt nước. Góc tiếp xúc càng thấp, năng lượng bề mặt càng cao và vật liệu càng ưa nước.

Thay đổi hiệu ứng với plasma

Ở năng lượng cao hơn, sự ion hóa có xu hướng xảy ra nhiều hơn sự phân ly hóa học. Trong một chất khí phản ứng điển hình, cứ 100 phân tử thì có 1 phân tử tạo thành gốc tự do trong khi chỉ có 1/10 ion hóa. Tác động chủ yếu ở đây là hình thành các gốc tự do. Hiệu ứng ion có thể chiếm ưu thế với việc lựa chọn các thông số quá trình và nếu cần, sử dụng khí quý.