В основе плазменной технологии лежит основной физический принцип. При приложении энергии к веществу твердые тела становятся жидкостями, а жидкости превращаются в газы. Если приложить еще больше энергии, газ ионизируется и переходит в богатое энергией состояние плазмы, четвертое состояние материи.
Плазма — это слово, используемое для описания материи, имеющей высокий нестабильный энергетический уровень. Энергия плазмы действует на поверхности твердых материалов, таких как пластмассы и металлы, когда она вступает с ними в контакт, изменяя такие важные свойства, как поверхностная энергия. Этот метод используется в производственном секторе для изменения определенных свойств материала.
Что такое плазменные технологии?
Плазменные технологии — это наука об использовании плазмы для производства высокотемпературных источников тепла. Плазма обладает высокой температурой, высокой энтальпией рабочего тела и способностью генерировать соединения, которые невозможно получить традиционными способами.
Он также имеет такие преимущества, как регулируемая атмосфера, относительно простое оборудование и возможность значительно ускорить технологический процесс. Следовательно, плазменная технология значительно продвинулась вперед и в настоящее время используется для реализации различных процессов во многих отраслях промышленности.
Каковы применения плазменной технологии при обработке поверхности?
Почти все отрасли промышленности внедрили плазменную технологию. И постоянно добавляются новые применения.
С помощью этой технологии можно преобразовывать различные материалы. В результате плазменные технологии имеют широкий спектр применений, в том числе:
Плазменная полимеризация
Самый простой метод нанесения покрытия на полимерную или пластиковую пленку — сначала нанести ее на растворитель, а затем наносить на подложку.
При плазменной полимеризации используются источники плазмы для создания газового разряда, который подает энергию для активации или фрагментации газообразного или жидкого мономера для начала полимеризации.
Подложка покрыта однородным полимером, созданным в процессе плазменной полимеризации. Адгезия здесь имеет жизненно важное значение, поскольку плазма воздействует на подложку.
Плазменное осаждение
Методы химического осаждения из паровой фазы, такие как плазменное осаждение, используются для создания тонких покрытий на подложке, которые переходят из газообразного состояния в твердое.
В процессе, следующем за образованием плазмы взаимодействующих газов, участвуют химические реакции. Плазма обычно создается с помощью радиочастотного разряда, переменного или постоянного тока между двумя электродами, а реагирующие газы заполняют пустоту между ними.
Плазменное напыление из паровой фазы
Процесс осаждения распылением представляет собой метод физического осаждения из паровой фазы для нанесения тонких пленок, во время которого исходный материал высокой чистоты (называемый катодом или мишенью) подвергается воздействию газовой плазмы (обычно аргона). Тонкая пленка образуется, когда энергичные атомы в этой газовой плазме сталкиваются с материалом мишени и отбивают атомы источника, которые затем перемещаются к подложке. Распыленные ионы имеют начальную кинетическую энергию примерно 100 эВ.
Плазменное травление
Примером плазменной обработки, используемой для создания интегральных схем (ИС), является плазменное травление. Он заключается в воздействии на образец (импульсами) высокоскоростной струи тлеющего разряда (плазмы) соответствующей газовой смеси. В рамках процедуры элементы травящегося материала химически реагируют с химически активными веществами, образующимися в плазме, с образованием летучих продуктов травления при комнатной температуре.
Плазменный напыление порошковых материалов
Покрытия плазменным напылением создают твердую поверхность покрытия, которая защищает поверхность от окисления, коррозии и износа, вызванных условиями эксплуатации и окружающей среды. Плазменное напыление является отличным выбором для защиты деталей оборудования, поскольку покрытия прочные и плотные.
Порошковый материал попадает в плазменную струю, частицы порошка оплавляются и на высокой скорости осаждаются на поверхности изделия. Когда расплавленные частицы попадают на поверхность, они начинают охлаждаться и затвердевать, образую прочное покрытие.
Другие применения плазменной технологии
Многие люди верят, что в не столь отдаленном будущем плазма будет использоваться по-новому. Помимо очистки, активации поверхности и нанесения покрытия, одним из потенциальных применений является устранение токсичных отходов.
Плазму можно использовать для тщательного облучения чрезвычайно опасных веществ, поскольку она обладает энергией, способной изменять атомную структуру веществ.