真空等離子清洗機是一種有效、環(huán)保的表面清洗設備,廣泛應用于半導體、光伏、醫(yī)療、航天等領域中。其清洗原理主要基于等離子體化學反應和物理作用相結合的過程。
一、真空等離子清洗機的基本結構
真空等離子清洗機主要由注入系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、等離子發(fā)生器、反應室及廢氣處理系統(tǒng)等組成。其中注入系統(tǒng)負責將清洗物料送到反應室內部,并注入待清洗氣體;真空系統(tǒng)負責維持反應室內部的真空度;等離子發(fā)生器負責產生等離子體,并激活清洗氣體;反應室則是清洗反應的關鍵部位,利用等離子體化學反應和物理作用進行表面清洗;廢氣處理系統(tǒng)則主要負責回收和處理清洗產生的廢氣。
二、等離子體化學反應的原理
等離子體是一種高能量帶電氣體狀態(tài),具有較高的離解度和反應活性。當高能量電場作用于清洗氣體時,清洗氣分子中的電子被撞出,并與其他分子或原子發(fā)生碰撞,形成離子、自由基等高活性物質。這些高活性的物質具有強氧化還原能力,可以加速雜質的去除、表面的去污以及鈍化處理。同時,通過調節(jié)清洗氣體、電場強度、反應時間和溫度等參數(shù),可以實現(xiàn)不同材料表面的清洗效果。
三、物理作用的原理
等離子體在帶電的狀態(tài)下,會聚集在物體表面,并通過靜電吸引力使物質與等離子體產生相互作用,實現(xiàn)清洗。物理作用主要包括以下幾種:
1.轟擊清洗法,即利用等離子體粒子的高動能對雜質進行轟擊,將其從物體表面清洗出來。
2.消蝕清洗法,即利用等離子體中的高能離子打擊表面材料,實現(xiàn)深度清洗。
3.離子注入法,即利用等離子體中的離子對材料表面進行注入改性。
4.表面硬化法,即由等離子體引起的高速響應熱震導致表面結構的組織變化,增強表面的硬度和耐腐蝕性。
四、真空等離子清洗機的清洗優(yōu)勢
1.有效:真空等離子清洗機具有高能量、高反應速度等特點,可快速清洗復雜表面上的污染物和粘附雜質。
2.環(huán)保:清洗過程不含有任何有害化學藥品,對環(huán)境無污染。
3.安全:在清洗過程中,沒有明火、爆炸等安全隱患,操作更加穩(wěn)定與安全。
4.兼容性好:真空等離子清洗機可以適用于多種類型材料的清洗,如金屬、玻璃、塑料、陶瓷等。
5.表面質量優(yōu)異:采用真空等離子清洗技術可以達到納米級別的清洗效果,使得清洗后的材料表面平整、光滑,光致反射率增強,提高其光電性能。同時,通過鈍化處理等措施,可以大幅減輕材料表面氧化、銹蝕等問題,延長使用壽命。
等離子清洗機在運行的時候應該要注意哪些事項呢?
1、正確設置等離子設備的運行參數(shù),按時設備使用說明書來執(zhí)行;
2、保護好等離子體的點火裝置,以確保等離子清洗機可以正常的啟動;
3、等離子設備在啟動前的準備工作,要對相關的人員進行培訓,同時確保操作等離子清洗機的人員可以按照要求嚴格執(zhí)行各項操作;
4、在一次風管沒有通風的時候,等離子體的發(fā)生器運行時間不能超過設備說明書上面要求的時間,防止燒壞燃燒器,造成不必要的損失;
5、如果需要對等離子設備進行維護時請將等離子發(fā)生器進行斷電后再進行相應的操作。等離子噴涂的基礎發(fā)展了新的技術
1.真空等離子噴涂(又叫低壓等離子噴涂)
真空等離子噴涂是在氣氛可控的,4~40Kpa的密封室內進行噴涂的技術。
因為工作氣體等離子化后,是在低壓氣氛中邊膨脹體積邊噴出的,所以噴流速度是超音速的,而且非常適合于對氧化高度敏感的材料。
2.水穩(wěn)等離子噴涂
前面說的等離子噴涂的工作介質都是氣體,而這種方法的工作介質不是氣而是水,它是一種高功率或高速等離子噴涂的方法,其工作原理是:
噴槍內通入高壓水流,并在槍筒內壁形成渦流,這時,在槍體后部的陰極和槍體前部的旋轉陽極間產生直流電弧,使槍筒內壁表面的一部分蒸發(fā)、分解,變成等離子態(tài),產生連續(xù)的等離子弧。由于旋轉渦流水的聚束作用,其能量密度提高,燃燒穩(wěn)定,因此,可噴涂高熔點材料,特別是氧化物陶瓷,噴涂效率非常高
3.氣穩(wěn)等離子噴涂
氣穩(wěn)等離子噴涂的原理是由等離子噴槍(等離子弧發(fā)生器)產生等離子射流(電弧焰流)。噴槍的電極(陰極)和噴嘴(陽極)分別接整流電源的正、負極,向噴槍供給工作氣體(Ar、N2等),通過高頻火花引燃電弧。電弧將氣體加熱到很高的溫度,使氣體電離,在熱收縮效應、自磁收縮效應和機械效應的作用下,電弧被壓縮,產生非轉移性等離子弧。高溫等離子氣體從噴嘴噴出后,體積迅速膨脹,形成高溫高速等離子射流。送分氣流推動粉末進入等離子射流后,被迅速加熱到熔融或半熔融狀態(tài),并將等離子射流加速,形成飛翔基材的噴涂離子束,陸續(xù)撞擊到經預處理的基材表面,形成涂層。大氣等離子噴涂用氬氣、氮氣、氫氣作為等離子氣。