Плазма

Запитване към доставчика

Плазма

Само за две десетилетия плазмените процеси се превърнаха в многофункционален инструмент за промишлени приложения в редица отрасли и технологични области, като се използват за голям брой задачи в областта на обработката на повърхности, -почистване и -покриване, както и за активиране на пластмаси, ецване на полупроводникови структури и т.н.

По дефиниция плазмата е частично йонизиран газ, който често се нарича и четвъртото състояние на материята. Явления като например мълнията или северното сияние (aurora borealis) са плазми, срещащи се в природата. От техническа гледна точка те могат да бъдат създадени чрез прилагане на електрически полета.

Плазмите са особено интересни поради своите физични и химични свойства. В тях се генерират силно възбудени частици и радикали, които могат да предизвикат химични реакции, които при нормални условия са невъзможни. Същевременно температурата на обработваните детайли може да се поддържа много ниска.

Силно ускорените йони в плазмата позволяват приложения като разпрашване.

На всички тези физични и химични свойства плазмата дължи своята изключителна роля в науката и индустриалната техника.

Плазмена активация

Активирането на пластмасови повърхности е специфично приложение на плазмената технология. Активирането в този случай означава повишаване на повърхностната енергия, което води до подобрени адхезионни свойства и съответно до по-добра смачимост. Контактният ъгъл на капка върху пластмаса е често използван показател за адхезионната способност.

В много случаи полимерите имат ниска повърхностна енергия или са хидрофобни, което например може да предизвика проблеми при използването на бои на водна основа. Затова те трябва да бъдат модифицирани преди боядисване или печат. Плазмата се е доказала като много ефективно средство за тази цел. По този начин плазмената активация представлява алтернатива на обичайните адхезивни агенти.

Освен това почти няма ограничения по отношение на геометрията на детайлите, както и на вида на полимера, тъй като температурата по време на процеса не се повишава значително. Освен това топографията на пластмасата остава почти непроменена – модифицират се само най-горните монослоеве.

За процесите на активиране плазмата обикновено се състои от кислород, но понякога и от азот или амоняк. Когато се използва кислород, е възможно полимерите да се модифицират така, че на повърхността да се образуват хидроксилни, карбоксилни или пероксидни групи. Ако обаче се използват азот или амоняк, това води до образуването на аминови или иминови групи, които също могат да бъдат интересни за определени приложения. Тези полярни хидрофилни групи подобряват смачиваемостта на повърхността. Продължителността на процесите на активиране обикновено е само няколко секунди. След активирането детайлите са подготвени за незабавна по-нататъшна обработка, което е възможно дори в същата плазмена система.

Типична област на приложение за този утвърден метод е предварителната обработка на пластмасови детайли в автомобилостроенето, като например боядисани броневици.

Някои предимства накратко

Процес

Много добра адхезия
По-добра хомогенност
Висока стабилност на процеса
Лесен контрол на процеса
Приложимост върху материали, чувствителни към температура

Икономичност

Липса на разходи за отпадъци
Няма нужда от процес на сушене
Нисък разход на плазмени газове
Няма нужда от адхезивен грунд

Екология

Без разтворители
Без опасни отпадъци
Интегрирана екологична съвместимост

Плазмено почистване

Пречистването на повърхности е една от възможностите, които предлага плазмената технология. За тази цел се използват различни методи за генериране на плазма. Най-разпространените са прилагането на променливо напрежение с висока честота (40 kHz или 13,56 MHz), както и възбуждането с микровълни. Типичните газови смеси съдържат кислород, аргон, а понякога и водород и тетрафлуоровъглерод (_CF₄). Съставът на сместа зависи от конкретните изисквания към процеса на почистване, които се определят от вида на замърсяването и обработвания материал.

По отношение на материала, който се почиства, почти няма ограничения. По този начин могат да се обработват както термочувствителни пластмаси, така и метал, стъкло и керамика. Плазмената система обаче трябва във всеки случай да бъде адаптирана към съответната задача.

В зависимост от газовата смес плазмата действа окислително или редуциращо. Окислителните плазми са подходящи за отстраняване на органични замърсявания (масла, мазнини), докато редуциращите плазми са по-подходящи за неорганични отлагания (като например метални оксиди).

Почти всяка повърхност се замърсява по време на различните производствени етапи. За по-нататъшни етапи на обработка, като например лакиране, втвърдяване или запечатване, детайлите трябва да бъдат почистени.
Плазменото почистване е най-добрият начин за получаване на абсолютно чисти, безмаслени повърхности.

Класическите методи за почистване често са на базата на мокри химикали и съдържат въглеводороди (ВХ), хлорирани въглеводороди (ХВ) или силни почистващи средства, разтворени във вода. Всички тези средства създават екологични проблеми както по време на употреба, така и при изхвърлянето им. Намаляването на отпадъците се осъществява чрез т.нар. „end-of-pipe“ решения, които водят до допълнителни разходи.

За разлика от мокрото химично почистване, плазменото почистване отговаря на изискванията за интегрирана екологична защита.

За да се разбере как функционира плазменото почистване, трябва да се разгледа една микроскопично малка област. Какво се случва непосредствено върху и по повърхността?

В случай на органично замърсяване плазменият газ съдържа кислород и аргон. Процесът на почистване е съвкупност от два процеса – физически и химически.

Физически:
Когато детайлът се постави върху катода или се свърже като катод, благодарение на приложеното електрическо поле положителните йони от плазмата се ускоряват в негова посока. При сблъсъка йони откъсват атоми и молекули от повърхността чрез директно предаване на импулс. Този процес може да се опише като „билярд с атоми“.

Химически:
Възбуденият кислород и кислородните йони образуват при реакцията с въглеводороди въглероден диоксид и вода. Точното химично уравнение изглежда по следния начин:

Така въглеводородите се превръщат в сравнително безвредни химични съединения. Продуктите от непълно изгаряне, ако има такива, могат лесно да бъдат отфилтрирани от отпадните газове с помощта на филтри с активен въглен.

Плазменото пречистване предлага няколко забележителни предимства по отношение на процеса, икономичността, екологията и безопасността на труда:

Процес

Висока степен на обезмасляване
Висока способност за разграждане
Добра подготовка за последващи плазмени процеси, като например нанасяне на покрития
Висока стабилност
Лесен контрол на процеса
Приложимост върху термочувствителни материали

Икономичност

Липса на разходи за отпадъци
Няма нужда от процес на сушене
Ниска консумация на плазмени газове

Екология

Без използване на разтворители
Липса на опасни отпадъци
Минимални разходи за обезвреждане
Интегрирана защита на околната среда

Запитване към доставчика

Категория
Оферти

Държава
Германия