利用等离子体技术对材料表面进行活化,可以在各种材料上实现多种工业操作。
在进行胶合、上漆、上光、清洗前,对材料进行常压等离子体处理,可为后续的表面操作带来极大便利。这一特点使其在工业应用中迅速普及。
可以参考以下的实例。
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常压等离子体应用于表面处理的主要领域
等离子体不仅可以去除表面存在的有机污染物,还可以引入新的化学特性,大大增加表面的润湿性,促进粘合剂、油墨、油漆和清漆的附着力。这将减少使用对环境有害的化学品,同时也降低了有害物质的排放量。
常压等离子体可以有效地处理多种材料 :金属、玻璃、纸张、纸板、聚合物(聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯等)、复合材料等。
表面清洁和去污
常压等离子体能有效地去除有机分子或碳氢化合物的薄层,因此对表面清洁非常有效。
例如,通过等离子体的清洁,可以在几秒钟内去除铝表面的水溶性油污残留。因此,经过处理的部件可以迅速用于进一步的加工。
Réduction d’oxyde de cuivre
胶合前的等离子体活化处理
经等离子体处理后的材料,可以在不使用底漆的情况下,实现符合行业要求的粘接性能。
这种对表面的处理将会改变拼接面失效的性质:由附着力变为粘聚力,因此达到极高的断裂强度。以此获得无与伦比的粘附质量
粘附破坏(左)
内聚破坏(右)
包覆成型前的等离子体活化处理
为了达到工艺要求,在操作过程中要求材料与上层、下层夹具之间有完美的附着力。
其处理各种材料和形状的能力,常压等离子体的处理提供了一个尤为简单且施工灵活的解决方案,并与包覆成型操作的生产流程兼容。
使用ULD系列设备,在包覆成型前对铝件进行等离子体活化处理
打标和装饰前的等离子体活化处理
等离子体处理前后液滴的显微镜视图
喷涂颜料前的等离子体活化处理
等离子体处理会改变待喷涂材料的表面,从而提高产品本身的附着力,获得令人满意的喷涂效果 。
Variation de l’angle de contact d’une goutte sur polyéthylène avant et après traitement
薄膜沉积
将精心挑选的前驱体注入等离子体中,会形成均匀的薄膜沉积在处理过的表面。
在大气压下,低温甚至室温环境中即可在任何类型的表面上进行CVD(化学气相沉积)反应。由于采用了常压等离子体工艺,因此可以在塑料、复合材料、金属或玻璃上沉积材料。
这种工艺技术的应用范围很广,但仍有值得探索的空间。沉积的薄层为涂层材料开辟了新的领域。
在技术逐渐成熟的当下,氧化硅层(SiOx)的沉积逐渐被重视,比如:
- 建立以胺(NH2)为基础的键合层
- 提供光学功能
- 在某些类型的金属表面建立防腐层