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等離子表面處理機是一種利用等離子體（plasma）技術(shù)對材料表面進行處理的設(shè)備。它通過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)。它具有獨特的物理、化學(xué)性質(zhì)溫度高,粒子動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、光、高能射線或高溫等方法，工業(yè)中常用高壓電作為激勵，通過電場加速氣體中的電子、離子或高能粒子的運動，使其相互碰撞，將氣體電離，從而產(chǎn)生等離子體。

等離子表面處理機工作原理

工業(yè)領(lǐng)域常用壓縮氣體/氮氣通過高頻高壓電，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使用的是裸露電極放電。

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

圖1（a） 等離子表面處理機工作原理示意圖

等離子表面處理機的工作原理：當(dāng)交流高壓電源以幾kHz，數(shù)kV輸出時，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，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標準大氣壓以上，使等離子體被迅速吹出，不足以積累成電弧；同時氣體壓力也不能過高，否則電離的等離子體無法形成等離子體射流。等離子體射流放電實現(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。

等離子表面處理機可以在不損害基底優(yōu)良性能的同時,引入極性基團，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，并且無廢棄物，不會對環(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，對被處理材料的形狀沒有嚴格的要求，并且可以在線連續(xù)處理。