1. Plazma nədir?
Plazma, maddənin dördüncü vəziyyəti, bəzi elektronları ayrılmış atomlardan və atomların ionlaşmasından sonra yaranan müsbət və mənfi ionlardan ibarət ionlaşmış qaz halında bir maddədir. Bu ionlaşmış qaz atomlardan, molekullardan, atom qruplarından, ionlardan və elektronlardan ibarətdir. Onun obyektlərin səthinə tətbiqi ultra təmiz təmizləməyə, səthin aktivləşdirilməsinə, aşındırılmasına və obyektlərin plazma səthinin örtülməsinə nail ola bilər.
2. Plazmanı süni şəkildə necə əldə etmək olar?
Plazma nüvə sintezi, nüvə parçalanması, parıltı boşalması və müxtəlif növ boşalmalar kimi süni vasitələrlə yaradıla bilər. Süni boşalma üsulları ilə müxtəlif plazma növləri də istehsal edilə bilər, o cümlədən: parıltı (flüoresan lampalar), qövs (elektrik qövsü) və tac boşalması (çox vaxt yüksək gərginlikli xətlərin ətrafında müşahidə olunur). Səthin dəqiq təmizlənməsi, səthin aktivləşdirilməsi və modifikasiyası, eləcə də biomühəndislik materiallarının, plastiklərin və kağızın səthinin emalı üçün əsasən parıltı boşalması, korona boşalması və dielektrik maneə boşalması nəticəsində yaranan aşağı temperaturlu plazma istifadə olunur.
Yüksək tezlikli elektrik sahəsində, aşağı təzyiq altında oksigen, azot, metan və su buxarı kimi qaz molekulları parıltı boşalması zamanı sürətlənmiş atomlara və molekullara parçalana bilər. Bu şəkildə əmələ gələn elektronlar və müsbət və mənfi yüklərə ayrılan atom və molekullar ətrafdakı molekullar və ya atomlarla toqquşur və nəticədə özləri həyəcanlı və ya ion vəziyyətində olan molekul və atomlarda elektronların həyəcanlanması baş verir. Bu anda maddənin vəziyyəti plazma vəziyyətindədir.
3. Hansı plazma növləri var?
1) Yüksək temperaturlu plazma və aşağı temperaturlu plazma. Yüksək temperaturlu plazma tam ionlaşmış və ya yerli olaraq termal tarazlaşdırılmış plazmaya aiddir, burada elektron temperaturu ion və qaz temperaturlarına tam bərabərdir. Bütün hissəciklərin temperaturları demək olar ki, eynidir. Temperatur olduqca yüksəkdir, adətən 10 6−10 8 K-ə (təxminən 100-100 milyon dərəcə Selsi) çatır. Aşağı temperaturlu plazma qeyri-istilik tarazlıq vəziyyətindədir, burada elektron temperaturu ionların və neytral hissəciklərin temperaturlarından çox yüksəkdir. Yüksək temperatur plazmasının cisimlərin səthinə təsirinin həddindən artıq intensivliyinə görə praktik tətbiqlərdə nadir hallarda istifadə olunur və hazırda yalnız aşağı temperaturlu plazma istifadə olunur.
2) Reaktiv və qeyri-reaktiv qazların plazması. Bu təsnifat plazma yaratmaq üçün istifadə olunan qazların kimyəvi xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Qeyri-reaktiv qazlara arqon (Ar), azot (N2), azot ftorid (NF3), karbon tetraflorid (CF4) və s., reaktiv qazlara isə oksigen (O2), hidrogen (H2) və s. daxildir. Təmizləmə prosesi zamanı müxtəlif növ qazların reaksiya mexanizmləri, reaktiv kimyəvi qazın plazması ilə fərqlidir.
4. Plazma ilə obyektin səthi arasında qarşılıqlı təsir hansılardır?
Plazma ilə iş parçasının səthi arasındakı kimyəvi reaksiya adi kimyəvi reaksiyalardan tamamilə fərqlidir. Yüksək sürətli elektronların bombardmanı sayəsində otaq temperaturunda sabit olan bir çox qaz və ya buxar iş parçasının səthi ilə plazma şəklində reaksiyaya girərək bir çox unikal və faydalı effektlər yarada bilər:
1) Təmizləmə və aşındırma: Məsələn, təmizləmə zamanı iş qazı kimi tez-tez oksigen istifadə olunur. Sürətlənmiş elektronlarla bombardman edildikdə, güclü oksidləşdirici xüsusiyyətlər nümayiş etdirən oksigen ionlarına və sərbəst radikallara çevrilir. İş parçasının səthindəki yağ, flux, fotorezist, ayırıcı və zımba yağı kimi çirkləndiricilər sürətlə karbon qazına və suya oksidləşir, daha sonra vakuum nasosu ilə çıxarılır və səthin təmizlənməsi məqsədinə çatır və nəmliyi və yapışmasını yaxşılaşdırır. Aşağı temperaturda plazma müalicəsi yalnız materialın dayaz səthini (<10nm) əhatə edir və toplu materialın xüsusiyyətlərinə təsir göstərmir. Plazmanın təmizlənməsi yüksək vakuum altında həyata keçirildiyi üçün plazmadakı müxtəlif aktiv ionlar uzun orta sərbəst yola malikdir və onların nüfuzetmə və nüfuzetmə qabiliyyətləri güclüdür, mürəkkəb strukturların, o cümlədən incə boruların və kor dəliklərin müalicəsinə imkan verir.
2) Funksional qrupların tətbiqi: Polimer materialların N2, NH3, O2 və SO2 kimi qazlarla plazma ilə təmizlənməsi səthin kimyəvi tərkibini dəyişdirə və müvafiq yeni funksional qruplar təqdim edə bilər: -NH2, -OH, -COOH, -SO3H və s. materiallar, səth polaritesini, islanmağa, bağlanma qabiliyyətini, reaktivliyi artırır və onların istifadə dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Oksigen plazmasından fərqli olaraq, flüor tərkibli qazlarla aşağı temperaturda plazma müalicəsi substratın səthinə flüor atomlarını daxil edə, substrata hidrofobiklik verə bilər.
3) Polimerləşmə: Etilen və stirol kimi bir çox vinil monomerlər hər hansı digər katalizatorlara və ya təşəbbüskarlara ehtiyac olmadan plazma şəraitində iş parçalarının səthində polimerləşməyə məruz qala bilər. Hətta metan, etan və benzol kimi şərti şəraitdə polimerləşə bilməyən maddələr də plazma şəraitində iş parçalarının səthində çarpaz bağlanan polimerləşməyə məruz qala bilər. Bu polimerləşdirilmiş təbəqə çox sıx ola bilər və substrata güclü şəkildə bağlana bilər. Xarici ölkələrdə plastik pivə şüşələri və avtomobil yanacaq çənləri mikro sızmanın qarşısını almaq üçün plazma polimerləşmə yolu ilə belə sıx təbəqə ilə örtülür. Plastikdən plastikləşdiricilər kimi zəhərli maddələrin insan toxumalarına yayılmasının qarşısını almaq üçün biotibbi polimer materialların səthi də bu sıx təbəqə ilə örtülə bilər. Optik komponentlərin işini yaxşılaşdırmaq üçün plazma polimerləşmə tədbirləri ilə optik komponentlər tez-tez səthində müvafiq optik filmlə örtülə bilər.
4) Plazma ilə induksiya:
Proses, material səthində vinil monomerlərin polimerləşməsini tetikleyen plazma ilə əvvəlcədən müalicə vasitəsilə polimer materiallarının səthində aktiv sərbəst radikalların əmələ gəlməsini əhatə edir. Plazma, həmçinin şüşələrin daxili divarları kimi müəyyən qeyri-müntəzəm səthlərdə peyvənd reaksiyalarına səbəb ola bilər. Müvafiq peyvənd monomerlərinin seçilməsi və müvafiq peyvənd reaksiyası şərtlərinə nəzarət etməklə materialın hidrofilliyi və ya suya davamlılığı, yapışma qabiliyyəti, korroziyaya davamlılığı, aşınma müqaviməti, keçiricilik, keçiricilik seçiciliyi və biouyğunluğu dəyişdirilə bilər. Buna görə də, plazma peyvəndi yüksək innovativdir və böyük tətbiq perspektivlərinə malikdir.
