1. Beth yw plasma?
Mae plasma, y pedwerydd cyflwr mater, yn sylwedd nwyol ïoneiddiedig sy'n cynnwys atomau gyda rhai electronau wedi'u tynnu i ffwrdd ac ïonau positif a negyddol yn cael eu cynhyrchu ar ôl ïoneiddiad atomau. Mae'r nwy ïoneiddiedig hwn yn cynnwys atomau, moleciwlau, grwpiau atomig, ïonau ac electronau. Gall ei gymhwyso ar wyneb gwrthrychau gyflawni glanhau tra-lân, actifadu arwyneb, ysgythru, a gorchuddio wyneb plasma gwrthrychau.
2. Sut i gael plasma yn artiffisial?
Gellir cynhyrchu plasma trwy ddulliau artiffisial megis ymasiad niwclear, ymholltiad niwclear, gollyngiad glow, a gwahanol fathau o ollyngiadau. Gellir cynhyrchu gwahanol fathau o blasma hefyd trwy ddulliau rhyddhau artiffisial, yn bennaf gan gynnwys: glow (lampau fflwroleuol), arc (arc trydan), a rhyddhau corona (a welir yn aml o amgylch llinellau foltedd uchel). Ar gyfer glanhau wyneb manwl gywir, actifadu ac addasu arwynebau, yn ogystal â phrosesu arwyneb deunyddiau biobeirianneg, plastigau a phapur, defnyddir plasma tymheredd isel a gynhyrchir gan ollyngiad glow, gollyngiad corona, a gollyngiad rhwystr dielectrig yn bennaf.
Mewn maes trydan amledd uchel, gall moleciwlau nwy fel ocsigen, nitrogen, methan, ac anwedd dŵr o dan bwysau isel ddadelfennu i atomau a moleciwlau carlam yn ystod gollyngiad glow. Mae'r electronau a gynhyrchir yn y modd hwn a'r atomau a'r moleciwlau sydd wedi'u daduno i wefrau positif a negyddol yn gwrthdaro â moleciwlau neu atomau o'u cwmpas, gan arwain at gyffro electronau yn y moleciwlau a'r atomau, sydd eu hunain mewn cyflwr cynhyrfus neu ïonig. Ar y pwynt hwn, mae cyflwr mater mewn cyflwr plasma.
3. Pa fathau o blasma sydd yna?
1) Plasma tymheredd uchel a phlasma tymheredd isel. Mae plasma tymheredd uchel yn cyfeirio at blasma wedi'i ïoneiddio'n llawn neu wedi'i gydbwyso'n thermol yn lleol lle mae tymheredd yr electronau yn union gyfartal â thymheredd ïon a nwy. Mae tymereddau'r holl ronynnau bron yn union yr un fath. Mae'r tymheredd yn uchel iawn, fel arfer yn cyrraedd 10 6−10 8 K (tua 100-100 miliwn gradd Celsius). Mae plasma tymheredd isel mewn cyflwr ecwilibriwm di-thermol, lle mae tymheredd yr electronau yn llawer uwch na thymheredd ïonau a gronynnau niwtral. Oherwydd dwysedd gormodol effaith plasma tymheredd uchel ar wyneb gwrthrychau, anaml y caiff ei ddefnyddio mewn cymwysiadau ymarferol, ac ar hyn o bryd dim ond plasma tymheredd isel sy'n cael ei ddefnyddio.
2) Plasma o nwyon adweithiol ac anadweithiol. Mae'r dosbarthiad hwn yn seiliedig ar briodweddau cemegol y nwyon a ddefnyddir i gynhyrchu plasma. Mae nwyon anadweithiol yn cynnwys argon (Ar), nitrogen (N2), fflworid nitrogen (NF3), tetrafluorid carbon (CF4), ac ati, tra bod nwyon adweithiol yn cynnwys ocsigen (O2), hydrogen (H2), ac ati Mae mecanweithiau adwaith gwahanol fathau o nwyon yn ystod y broses lanhau yn wahanol, gyda phlasma o nwyon adweithiol yn arddangos adweithedd cemegol cryfach.
4. Beth yw'r rhyngweithio rhwng plasma ac arwyneb gwrthrych?
Mae'r adwaith cemegol rhwng plasma ac arwyneb darn gwaith yn dra gwahanol i adweithiau cemegol confensiynol. Oherwydd peledu electronau cyflym, gall llawer o nwyon neu anweddau sy'n sefydlog ar dymheredd ystafell adweithio ag arwyneb y darn gwaith ar ffurf plasma, gan gynhyrchu llawer o effeithiau unigryw a defnyddiol:
1) Glanhau ac ysgythru: Er enghraifft, yn ystod glanhau, defnyddir ocsigen yn aml fel y nwy gweithio. Pan gaiff ei beledu gan electronau carlam, caiff ei drawsnewid yn ïonau ocsigen a radicalau rhydd, sy'n arddangos priodweddau ocsideiddio cryf. Mae halogion ar wyneb y darn gwaith, fel saim, fflwcs, ffotoresist, asiant rhyddhau, ac olew dyrnu, yn cael eu hocsidio'n gyflym i garbon deuocsid a dŵr, sydd wedyn yn cael eu pwmpio i ffwrdd gan bwmp gwactod, gan gyflawni'r nod o lanhau'r wyneb a gwella gwlybedd ac adlyniad. Dim ond arwyneb bas (<10nm) y deunydd y mae triniaeth plasma tymheredd isel yn ei olygu ac nid yw'n effeithio ar briodweddau'r deunydd swmp. Oherwydd bod glanhau plasma yn cael ei berfformio o dan wactod uchel, mae gan yr ïonau gweithredol amrywiol yn y plasma lwybr di-gymedrig hir, ac mae eu galluoedd treiddio a threiddiad yn gryf, gan alluogi trin strwythurau cymhleth, gan gynnwys tiwbiau mân a thyllau dall.
2) Cyflwyno grwpiau swyddogaethol: Gall triniaeth plasma o ddeunyddiau polymer â nwyon megis N2, NH3, O2, a SO2 newid cyfansoddiad cemegol yr wyneb a chyflwyno grwpiau swyddogaethol newydd cyfatebol: -NH2, -OH, -COOH, -SO3H, ac ati Gall y grwpiau swyddogaethol hyn drawsnewid swbstradau cwbl anadweithiol megis polyethylen, polypropylen, polystyren, a gwella swyddogaeth wlyb i mewn i bolareiddio polyethylen, polystyren, a gwella swyddogaeth polytetraethyn caethiwed, adweithedd, a chynyddu eu gwerth defnydd yn fawr. Mewn cyferbyniad â phlasma ocsigen, gall triniaeth plasma tymheredd isel â nwyon sy'n cynnwys fflworin gyflwyno atomau fflworin i wyneb y swbstrad, gan roi hydroffobigedd i'r swbstrad.
3) Polymerization: Gall llawer o fonomerau finyl, megis ethylene a styrene, gael eu polymerization ar wyneb gweithfannau o dan amodau plasma heb fod angen unrhyw gatalyddion neu gychwynwyr eraill. Gall hyd yn oed sylweddau na ellir eu polymeroli o dan amodau confensiynol, megis methan, ethan, a bensen, gael eu polymerization traws-gysylltu ar wyneb workpieces o dan amodau plasma. Gall yr haen polymerized hon fod yn drwchus iawn ac wedi'i bondio'n gryf â'r swbstrad. Mewn gwledydd tramor, mae poteli cwrw plastig a thanciau tanwydd automobile wedi'u gorchuddio â haen mor drwchus trwy polymerization plasma i atal micro-ollwng. Gellir gorchuddio wyneb deunyddiau polymer biofeddygol hefyd â'r haen drwchus hon i atal ymlediad sylweddau gwenwynig fel plastigyddion o'r plastig i feinweoedd dynol. Yn aml, gellir gorchuddio cydrannau optegol â ffilm optegol briodol ar eu hwyneb trwy fesurau polymerization plasma, er mwyn gwella perfformiad y cydrannau optegol.
4) impio a achosir gan plasma:
Mae'r broses yn cynnwys cynhyrchu radicalau rhydd gweithredol ar wyneb deunyddiau polymer trwy rag-drin plasma, sy'n sbarduno polymerization monomerau finyl ar wyneb y deunydd. Gall plasma hefyd achosi adweithiau impio ar rai arwynebau afreolaidd, fel waliau mewnol poteli. Trwy ddewis monomerau impio priodol a rheoli'r amodau adwaith impio priodol, gellir newid hydrophilicity neu ymlid dŵr, adlyniad, ymwrthedd cyrydiad, ymwrthedd gwisgo, dargludedd, detholedd athreiddedd, a biocompatibility y deunydd. Felly, mae impio plasma yn hynod arloesol ac mae ganddo ragolygon ymgeisio gwych.
