影响等离子清洗机清洗效率的工艺参数

等离子清洗机主要是通过气体放电产生等离子体,其中包含电子、离子、自由基以及紫外线等高能量物质,具有活化材料表面的作用。例如,电子质量小、移动速度快,可以先一步到达材料表面并使其带有负电荷,同时对材料表面产生撞击作用,可促使表面吸附的气体分子解吸或分解,也有利于引发化学反应;材料表面带有负电荷时,带正电荷的离子会加速向其冲击,所产生的溅射作用会将表面附着的颗粒性物质除去;等离子体中自由基的存在对清洗作用具有非常重要的意义,由于自由基易与物体表面发生化学连锁反应,产生新的自由基或进一步分解,最后可能会分解成挥发性的小分子;而紫外线具有很强的光能和穿透能力,可透过材料表面深达数微米而产生作用,使表面附着物质的分子键断裂分解。

在使用等离子清洗机的过程中,影响清洗效率的参数主要有以下几个方面:

(1)放电气压:对于低压等离子体,放电气压增加,等离子体密度越高,电子温度随之降低。而等离子体的清洗效果取决于其密度和电子温度两个方面,如密度越高清洗速率越快、电子温度越高清洗效果越好。因此,放电气压的选择对低压等离子体清洗工艺至关重要。

(2)气体种类:待处理物件的基材及其表面污染物具有多样性,而不同气体放电所产生的等离子体清洗速度和清洗效果又相差甚远。因此应该有针对性地选择等离子体的工作气体,如可选用氧气等离子体去除物体表面的的油脂污垢,选用氢氩混合气体等离子体去除氧化层。

(3)放电功率:放电功率增大,可以增加等离子体的密度和活性粒子能量,因而提高清洗效果。例如,氧气等离子体的密度受放电功率的影响较大。

(4)暴露时间:待清洗材料在等离子体中的暴露时间对其表面清洗效果及等离子体工作效率有很大影响。暴露时间越长清洗效果相对越好,但工作效率降低。并且,过长时间的清洗可能会对材料表面产生损伤。

(5)传动速度:对于常压等离子体清洗工艺,处理大物件时会涉及连续传动问题。因此待清洗物件与电极的相对移动速度越慢,处理效果越好,但速度过慢一方面影响工作效率,另一方面也可能造成处理时间过长产生材料表面损伤。

(6)其他:等离子体清洗工艺中的气体分配、气体流量、电极设置等参数也会影响清洗效果。因此需要根据实际情况和清洗要求设定具体的、适合的工艺参数。