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      專業致力于提供電子行業的制造設備及工藝流程解決方案的plasma等離子體高新技術企業
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      等離子自動清洗機等離子體離子與電離度
      一般情況下,組成等離子自動清洗機等離子體的基本粒子有電子、離子和中性粒子。設電子密 度為Ne,離子密度為Nj,中性粒子的密度為Ng。顯然,對于單一氣氛并只具有一階電離的等離子體而言,存在Ne=Ni,可以用n表示兩者中任一個帶電離子的 密度,簡稱等離子體密度。當然,對于混合氣體等離子體或存在多階電離的等離子體中可能含有不同價態的離子,也可能含有不同種類的中性粒子,因此等 離子體中的電子密度和離子密度也并不是相等的。在Ne≈Ni的前提條件下,等離子體的電離度α可定義為: 當α<0.01時,稱為弱電離等離子體;當1>α>0.01時,稱為強電離等離子體;當α=1時,稱為完全電離等離子體。在熱力學平衡體系中,存在電離和離子復合的平衡,此時電離度α僅與粒子種類、密度和溫度有關。下表為常壓熱平衡條件下氮等離子體的電離度α隨溫度的變化情況。從表中可以看出,隨溫度升高,電離度迅速增加,但若想得到等離子自動清洗機等離子體完全電離,必須達到幾萬度的高溫。常壓熱平衡條件下氮等離子體電離α隨溫度的變化: T/K α 300 10^-122 5000 3.2×10^-7 10000 0.0065 15000 0.22 20000 0.82 等離子體中存在著電離與復合的平衡,如果在溫度為T時達到電離平衡,則電離度α與電離條件的關系可以用沙哈(Mcghnad Saha,1893~1956,印度天體物理學家)方程描述: 式中,p表示氣壓(Torr,1 Torr=1.333 22×10^2Pa);T表示溫度(K);W表示氣體分子(原子)電離電位(eV);k表示玻爾茲曼常數(1.380 6505×10^-23J/K); α表示電離度。降低氣體氣壓、使用電離電位低的氣體或電子溫度高都有助于提高電離度。
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      等離子清洗有哪幾種
      已被廣泛采用的清洗方法主要有濕法和干法兩種。從環境影響、原材料消耗和未來發展等方面考慮,濕法清洗的局限性很大,干法清洗明顯優于濕法清洗。其中等離子體干法清洗發展迅速,優勢明顯。等離子體就是電離氣體,它是電子,離子,原子,分子或自由基等粒子的集合。高能量電子在清洗時,會對氣體分子進行高能量電子碰撞,使之離解或電離,利用所產生的多種粒子轟擊被清洗的表面或與被清洗表面發生化學反應,有效清除各種污染物;同時也可改善材料本身的表面性能,如改善表面的潤濕性、改善薄膜的粘附性等,這在許多應用中具有重要意義。 ? ? ? ? 經過等離子清洗后,器件表面干燥,無需再處理,可提高整個過程流水線的處理效率;可使操作人員避免受到有害溶劑的傷害;等離子可深入到物體內部的細小孔洞和凹陷處進行清洗,因此無需過分考慮被清洗物體的形狀;也可處理各種材料,特別適用于不耐高溫、不耐溶劑的材料。這些優勢,都使得等離子清洗受到廣泛的關注。 等離子清洗有哪幾種,主要是分為化學的、物理的和物理化學等離子清洗。對于不同的清洗對象,可以選擇O2、H2、Ar等工藝氣體進行表面處理。 ? ? ? ? 1、化學反應清洗:用等離子體中的高活性自由基和材料表面上的有機物質等進行化學反應,也稱為PE。用氧清洗,將非揮發性有機物轉化為揮發性物質,生成二氧化碳,一氧化碳和水。它的優點是清洗速度快,對清洗有機污染物效果較好,其主要缺點是氧化物可以在材料表面可能會重新形成。采用引線鍵合時,產生氧化物是我們不想看到的,通過選擇合適的工藝參數可以避免這些缺點。 ? ? ? ? 2、物理反應清洗:用等離子體中的離子進行純物理碰撞,將附著在材料表面的原子擊穿,亦稱濺射腐蝕(SPE)。用氬氣清洗時,氬離子具有足夠的能量轟擊材料表面,撞擊力大到可以除去任何污垢。聚合物中大分子化學鍵分離成小分子蒸發,經真空泵排出。在氬氣等離子體清洗的同時,可以改變材料表面的微觀形貌,使材料在分子級范圍內變得更“粗糙”,從而大大提高其表面活性,改善結合性能。氬氣等離子體的優點是在材料表面沒有留下氧化物。其不足之處是腐蝕過大或污染物顆粒會在其它不希望的區域重新聚集,但這些缺點可以通過調整工藝參數來控制。 ? ? ? ? 3、物理和化學反應同時進行清洗:物理反應和化學反應在反應中都起重要作用。例如用混合氣體Ar和O2在線式等離子清洗工藝,反應速度比單獨使用Ar和O2快。氬離子加速后,所產生的動能又能增強氧離子的反應能力,所以通過物理和化學方法可以清除污染較嚴重的材料表面。
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      plasma等離子清洗機分類
      根據等離子體產生方式的不同,對plasma等離子體清洗機可分類成哪幾種,下面介紹下:電暈等離子體清洗、輝光等離子體清洗、射頻等離子體清洗、介質阻擋等離子體清洗、微波等離子體清洗和大氣常壓等離子體弧清洗這幾類。其中,plasma低壓等離子體清洗一般是電暈等離子體清洗、輝光等離子體清洗和射頻等離子體清洗,常壓等離子體清洗一般是等離子體清洗、微波等離子體清洗和大氣常壓等離子體弧清洗。 ? ? ? ? 電暈plasma等離子體清洗機: ? ? ? ? 使用曲率半徑小的電極,并向其施加高電壓。由于電極曲率半徑小,電極區域附近的電場特別強,容易形成電子發射和氣體電離,從而形成電暈。這種方法難以獲得穩定的電暈放電,容易產生局部電弧放電和放電能量不均勻,用于煙氣脫硫脫硝、汽車尾氣凈化等領域。 ? ? ? ? 輝光plasma等離子體清洗機: ? ? ? ? 在低壓條件下,可以在兩個平板電極上施加一定的電壓,形成輝光放電,這是一種穩定的自持放電,其放電電流在毫安級。它是由正離子轟擊陰極產生的二次電子發射維持的。電源可以是DC或交流電。雖然可以產生典型的大體積強激發低溫等離子體,但其工作壓力太低,難以在工業應用中連續生產,應用成本高。目前主要用于半導體行業的清洗。 ? ? ? ? 射頻plasma等離子體清洗機: ? ? ? ? 射頻放電通常在低壓下操作,也可以在常壓甚至加壓下操作,其特點是放電氣體不與電極接觸。射頻放電是利用高頻電場將反應器中的氣體放電,通過電感或電容突變產生等離子體。由于射頻單電極放電的高能量和范圍大,它已被應用于材料的表面處理和有毒廢物的去除和裂解中。 ? ? ? ? DBD plasma等離子體清洗機: ? ? ? ? 在兩個放電電極之間充入一定的工作氣體,用絕緣介質覆蓋其中一個或兩個電極,或者將介質可以直接懸浮在放電空間中,或者填充顆粒狀介質中,當在兩個電極之間施加足夠高的交流電壓時,電極之間的氣體將被擊穿并發生放電,即發生介質阻擋放電。介質阻擋放電可以在高壓和很寬頻率范圍內工作。在實際應用中,平板式電極結構則廣泛應用于工業中高分子和金屬薄膜及板材的改性、接枝、表面張力改善及親水改性中。 ? ? ? ? 微波plasma等離子體清洗機: ? ? ? ? 微波放電是無電極放電,避免了放電材料對反應的影響。它可以在較寬的頻率范圍和氣體壓力范圍內工作,并且可以產生大體積的均勻非平衡等離子體。微波等離子體主要用于材料表面的加工、改造以及工具、模具和工程金屬的硬化處理。 ? ? ? ? APPA清洗: ? ? ? ? 大氣常壓等離子體弧清洗是利用高能量密度的等離子束直接作用于工件表面。在高能粒子的活化作用下,待清洗層會產生一系列的物理化學反應,如熱沖擊、活化分解、熱膨脹等,達到將污染物從工件上分離的目的。不同種類的工作氣體可以用來處理不同的表面污染物。例如,混合的plasma等離子體氣體可以清洗基體表面的有機污垢,也可以清洗表面的氧化物。
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      塑料等離子表面處理機
      塑膠是以有機大分子為基礎的固態物質,通過人工合成產生,或者通過對其進行改性天然產物。它可以被區分為熱塑性材料(可熔性、可澆注性和可模壓性)和熱固性材料(僅在單體狀態下是可澆注的,可聚合的),然后再被固化。純狀態下,塑料是很好的絕緣材料,密度介于0.9g/cm3和1.5g/cm3之間(發泡狀態除外)。 ? ? ? ? 一般來說,它是具有可燃性的。塑料的硬度、剛度和強度比金屬建筑材料低。不同的共聚物可以有具有橡膠彈性特性。通過添加劑和填料或等離子表面處理機對塑料進行各種改性,例如調整其導電性能,或用高性能纖維強化處理,也能使其硬度優于鋼鐵。 ? ? ? ? 塑料表面的典型缺陷:膠粘劑、涂漆、印刷油墨等粘附著性能差,硬度低、耐磨損性能差;通過等離子處理可以改進或完全改變以下特性:采用等離子表面處理機進行等離子活化和蝕刻工藝,可明顯改善涂層的潤濕性和附著力。 ? ? ? ? 大部分塑料的表面張力非常小。它的表面張力一般比大多數液體都要小,這里提到的液體就是構成粘結劑、涂料和油漆的基本成分。所以,由于涂層的原因,使得潤濕性較小,因而粘附性也較小,這是因為大多數塑料都具有非極性的特性導致的。氧氣等離子體表面處理機處理后對非極性塑料表面張力的提高有明顯作用,由于在所涂覆液體中,由于氧自由基的高活性,形成極性橋鍵。這樣就提高了塑料表面張力和潤濕性,當蝕刻塑料時,可增大其表面積,這可使其粘結得更好。
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      等離子表面處理機鋰電池極片涂覆前處理
      鋰離子電池的生產制造,是由一個個工藝步驟嚴密聯絡起來的過程。整體來說,鋰電池的生產包括極片制造工藝、電芯制作工藝以及電池組裝工藝。在這三個階段的工藝中,每道工序又可分為數道關鍵工藝,每一步都會對電池的性能形成很大的影響。所以等離子表面處理機在鋰電池行業的應用應運而生。 鋰電池市場分析: 隨著對電極材料結構與性能關系的深入研究,從分子水平上設計出具有多種規整結構或摻雜有多種復合結構的正負極材料,將有力地推動鋰離子電池的研究和應用。繼鎳-鎘、鎳-氫電池之后,鋰離子電池將是未來相當長一段時間內,市場前景好。 根據需求趨勢,電動汽車市場將逐步成為一個鋰電池應用大領域。GGII預計,未來2022年全球新能源汽車銷量將達600萬輛,比2017年增長2.7倍,受到以下因素的影響:政策的持續推進,技術進步,消費者習慣的改變,配套設施的普及,以及電動汽車對鋰電池的需求將在同期超過325GWh,比2017年增長3.7倍。同時,鋰電池行業的競爭將主要集中在新能源動力車領域。 今后動力電池將是鋰離子電池領域成長引擎,其向高能量密度、高安全性方向發展的趨勢已定,動力電池和高端數碼鋰離子電池將成為鋰離子電池市場的主要增長點,6μm以下的鋰電銅箔將成為鋰離子電池的關鍵原材料,成為主流企業布局的重點。 涂布設備和涂布工藝的選擇: 涂布工藝包括:開卷→接片→拉片→張力控制→涂布→干燥→糾偏→張力控制→糾偏→收卷等過程。 涂布工藝復雜,同時影響涂布效果的因素較多,如:設備的制造精度、設備運行的平穩性、涂層過程中動態張力的控制、干燥氣流的大小及溫度控制曲線等,因此選擇合適的涂層工藝非常重要,這時等離子表面處理機就顯示出了它的可靠性。 常用的涂布方法需要從以下幾個方面考慮:涂布層數、濕涂層厚度、涂布液的流變性、所需的涂布精度、涂布支撐體或基材、涂布速度等。 基材-銅箔和鋁箔: 表面張力:銅鋁箔的表面張力必須大于涂覆溶液的表面張力,否則溶液在基材上平鋪會很困難,造成涂布質量較差。必須遵循的一條原則是:所要涂覆的溶液的表面張力應比基材低5dynes/cm,當然這僅僅是粗略計算的。通過調整配方或基材表面處理,可調節溶液和基材的表面張力。對兩種表面張力的測量也應作為質量控制的一項測試項目。 正由于涂布工藝對基體的表面張力有很高的要求,所以等離子清洗能有效地解決這個問題。在濺射、噴漆、粘合、焊接、銅焊和PVD、CVD涂層之前,鋁箔金屬表面經常會有油脂、油污等有機物和氧化層,這些都需要清洗處理,才能得到完全清潔、無氧化的表面。但現有技術大多采用化學清洗方法,需要溶劑,不環保,又易產生“氫脆”現象,去污效果不理想,除污速度慢,且易影響鋁箔的機械性能指標,使用等離子清洗表面處理機可解決上述問題。 鋰電池組的正負極材料是將鋰電池正負極材料涂覆在金屬薄帶上,金屬薄帶在涂覆電極材料時,需要清洗金屬薄帶,金屬薄帶一般為鋁薄或銅薄,原濕式乙醇清洗,易損壞鋰電池的其他部件。干式清洗等離子體清洗機能有效解決上述問題。
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      等離子清洗機清洗原理介紹
      等離子清洗機的作用原理,主要是通過等離子體作用于材料表面,引起一系列的物理、化學變化,利用含有的活性粒子和高能射線,與表面有機污染物分子反應,碰撞形成小分子揮發物,從表面去除,達到清洗效果。真空等離子清洗機是利用射頻電源在真空腔內產生高能無序等離子體,在一定壓力下,對產品表面進行等離子轟擊,從而達到清洗目的,常壓設備是在大氣壓的狀態下對產品表面進行處理。 清洗、刻蝕: 舉例來說,在等離子清洗機清洗時工作氣體通常是使用氧氣,經過加速電子的轟擊,變成氧離子、自由基,氧化性很強。零件表面的污染物,如油脂、助焊劑、感光膜、脫模劑、沖床油等,會迅速氧化成二氧化碳和水,并通過真空泵排出,以達到清潔表面,提高浸潤性和粘結性的目的。在材料表面進行低溫等離子處理后,不會影響材料主體的性能。因為等離子體清洗是在高真空條件下進行的,所以等離子體中的各種活化離子自由度很大,它們具有很強的滲透能力,可以進行復雜結構的處理,包括細管和盲孔。 引進官能團: 用N2、NH3、O2、SO2等離子氣體處理高分子材料,可改變表面的化學結構,從而引入相應的官能基團:-NH2、-OH、-COOH、-SO3H等。這類功能化官能團,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等,可轉變為具有提高表面極性、浸潤性、可粘結性和反應性的官能團材料,大大提高了其應用價值。通過含氟氣體的低溫等離子體處理,可以將氟原子引入基材表面,從而使基材具有憎水性,這與氧等離子體相反。 聚合: 許多乙烯類單體,如乙烯、苯乙烯等,可在等離子體條件下,無需其它催化劑和引發劑,就可在工件的表面實現聚合,即使是在常規聚合條件下無法聚合的甲烷、乙烷、苯等,也可在等離子清洗機清洗條件下在工件表面實現聚合。該聚合層可達到非常致密,并與基體材料緊密結合的效果。
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