1. Wat ass Plasma?
Plasma, de véierten Zoustand vun der Matière, ass eng ioniséierter gasfërmeg Substanz aus Atomer mat e puer Elektronen ewechgerappt a positiv an negativ Ionen generéiert no der Ioniséierung vun Atomer. Dëst ioniséierte Gas besteet aus Atomer, Molekülen, Atomgruppen, Ionen an Elektronen. Seng Uwendung op der Uewerfläch vun Objeten kann ultra-propper Botzen, Uewerfläch Aktivatioun, Ätzen, a Plasma Uewerfläch Beschichtung vun Objeten erreechen.
2. Wéi kënschtlech Plasma ze kréien?
Plasma kann duerch kënschtlech Moyenen generéiert ginn wéi Nuklearfusioun, Nuklear Spärung, Glanzentladung a verschidden Aarte vun Entladungen. Verschidde Plasmaarten kënnen och duerch kënschtlech Auslaaschtungsmethoden produzéiert ginn, haaptsächlech dorënner: Glühwäin (Leuchtstofflampen), Bogen (elektresche Bou) a Corona-Entladung (dacks gesi ronderëm Héichspannungslinnen). Fir Präzisioun Uewerfläch Botzen, Uewerfläch Aktivéierung an Modifikatioun, souwéi Uewerfläch Veraarbechtung vun Bioengineering Materialien, Plastik, a Pabeier, niddereg-Temperatur Plasma generéiert duerch Glühwäin, Corona Offlossquantitéit, an dielektresch Barrière Offlossquantitéit ass meeschtens benotzt.
An engem héichfrequenz elektresche Feld kënne Gasmoleküle wéi Sauerstoff, Stickstoff, Methan, a Waasserdamp ënner nidderegen Drock a beschleunegt Atomer a Molekülle während der Glühfrëndung zersetzen. D'Elektronen, déi op dës Manéier generéiert ginn an d'Atomer a Molekülen, déi a positiv an negativ Ladungen dissoziéiert sinn, kollidéieren mat Ëmgéigend Molekülen oder Atomer, wat zu der Excitatioun vun Elektronen an de Molekülen an Atomer resultéiert, déi selwer an engem opgereegten oder ioneschen Zoustand sinn. Zu dësem Zäitpunkt ass den Zoustand vun der Matière an engem Plasmazoustand.
3. Wéi eng Plasma-Typen ginn et?
1) Héich-Temperatur Plasma an niddereg-Temperatur Plasma. Héichtemperaturplasma bezitt sech op voll ioniséiert oder lokal thermesch equilibréiert Plasma wou d'Elektrontemperatur genee d'selwecht ass wéi d'Ion- a Gastemperaturen. D'Temperaturen vun alle Partikele si bal identesch. D'Temperatur ass extrem héich, typesch erreecht 10 6−10 8 K (ongeféier 100-100 Millioune Grad Celsius). Tieftemperaturplasma ass an engem net-thermesche Gläichgewiichtszoustand, wou d'Elektrontemperatur vill méi héich ass wéi d'Temperaturen vun Ionen an neutralen Partikelen. Wéinst der exzessiver Intensitéit vum Effekt vum Héichtemperaturplasma op der Uewerfläch vun Objeten gëtt et selten an prakteschen Uwendungen benotzt, an am Moment gëtt nëmmen niddereg-Temperaturplasma agesat.
2) Plasma vu reaktiven an net-reaktive Gasen. Dës Klassifikatioun baséiert op de chemeschen Eegeschafte vun de Gase, déi benotzt gi fir Plasma ze generéieren. Net-reaktiv Gase enthalen Argon (Ar), Stickstoff (N2), Stickstofffluorid (NF3), Kuelestofftetrafluorid (CF4), etc., während reaktiv Gase Sauerstoff (O2), Waasserstoff (H2), etc.
4. Wat sinn d'Interaktioun tëscht Plasma an Objet Uewerfläch?
Déi chemesch Reaktioun tëscht Plasma an der Uewerfläch vun engem Werkstéck ass ganz anescht wéi konventionell chemesch Reaktiounen. Wéinst der Bombardement vun High-Speed-Elektronen, vill Gasen oder Damp, déi bei Raumtemperatur stabil sinn, kënne mat der Uewerfläch vum Werkstück a Form vu Plasma reagéieren, a vill eenzegaarteg an nëtzlech Effekter produzéieren:
1) Botzen an Ätzen: Zum Beispill, während der Botzen, gëtt Sauerstoff dacks als Aarbechtsgas benotzt. Wann se vu beschleunegten Elektronen bombardéiert gëtt, gëtt et an Sauerstoffionen a fräi Radikale ëmgewandelt, déi staark oxidéierend Eegeschafte weisen. Verschmotzungen op der Uewerfläch vum Werkstück, wéi Fett, Flux, Photoresist, Verëffentlechungsmëttel a Punchöl, gi séier a Kuelendioxid a Waasser oxidéiert, déi dann vun enger Vakuumpompel ewechgepompelt ginn, fir d'Zil z'erreechen fir d'Uewerfläch ze botzen an d'Befeuchtbarkeet an d'Adhäsioun ze verbesseren. Niddereg-Temperatur Plasma Behandlung beinhalt nëmmen déi flächeg Uewerfläch (<10nm) vum Material an beaflosst net d'Eegeschafte vum Bulkmaterial. Well d'Plasmareinigung ënner héije Vakuum gemaach gëtt, hunn déi verschidden aktiv Ionen am Plasma e laange mëttlere fräie Wee, an hir Penetratiouns- a Permeatiounsfäegkeeten si staark, wat d'Behandlung vu komplexe Strukturen erméiglecht, dorënner feine Réier a blann Lächer.
2) Aféierung vu funktionnelle Gruppen: Plasmabehandlung vu Polymermaterialien mat Gase wéi N2, NH3, O2 a SO2 kann d'chemesch Zesummesetzung vun der Uewerfläch änneren an entspriechend nei funktionell Gruppen aféieren: -NH2, -OH, -COOH, -SO3H, asw. Polaritéit, Befeuchtbarkeet, Bondbarkeet, Reaktiounsfäegkeet, a vill hir Benotzungswäert erhéijen. Am Géigesaz zum Sauerstoffplasma kann d'Tieftemperatur-Plasmabehandlung mat fluorhaltege Gase Fluoratome op d'Substratoberfläche aféieren, wat d'Hydrophobitéit un de Substrat vermëttelt.
3) Polymeriséierung: Vill Vinylmonomeren, wéi Ethylen a Styrol, kënnen d'Polymeriséierung op der Uewerfläch vun de Werkstécker ënner Plasmabedéngungen erliewen ouni datt aner Katalysatoren oder Initiatoren néideg sinn. Och Substanzen, déi net ënner konventionelle Bedéngungen polymeriséiert kënne ginn, wéi Methan, Ethan a Benzen, kënnen d'Vernetzungspolymeriséierung op der Uewerfläch vun de Werkstécker ënner Plasmabedéngungen erliewen. Dës polymeriséiert Schicht kann ganz dicht a staark mam Substrat gebonnen sinn. An auslännesche Länner gi Plastiks Béierfläschen an Autosbrennstoffbehälter mat sou enger dichter Schicht duerch Plasma-Polymeriséierung beschichtet fir Mikro-Leckage ze vermeiden. D'Uewerfläch vu biomedizinesche Polymermaterialien kann och mat dëser dichter Schicht beschichtet ginn fir d'Diffusioun vu gëftege Substanzen wéi Plastifizéierer aus dem Plastik a mënschlecht Stoffer ze vermeiden. Optesch Komponenten kënnen dacks mat engem passenden optesche Film op hirer Uewerfläch duerch Plasma Polymeriséierungsmoossnamen beschichtet ginn, fir d'Leeschtung vun den opteschen Komponenten ze verbesseren.
4) Plasma-induzéiert Grafting:
De Prozess beinhalt d'Generatioun vun aktive fräi Radikale op der Uewerfläch vu Polymermaterialien duerch Plasma-Virbehandlung, déi d'Polymeriséierung vu Vinylmonomeren op der Materialfläch ausléist. Plasma kann och Graftingreaktiounen op bestëmmten onregelméisseg Flächen induzéieren, sou wéi déi bannenzeg Mauere vu Flaschen. Andeems Dir entspriechend Transplantatiounsmonomeren auswielen an déi entspriechend Graftingreaktiounsbedéngungen kontrolléieren, kënnen d'Hydrophilizitéit oder Waasserabweisung, Adhäsioun, Korrosiounsbeständegkeet, Verschleißbeständegkeet, Konduktivitéit, Permeabilitéit Selektivitéit a Biokompatibilitéit vum Material geännert ginn. Dofir ass Plasma Grafting héich innovativ an hält super Uwendungsperspektiven.
