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              等離子清洗機
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              大氣壓射流等離子清洗機的基礎知識

              目前在微電子行業,真空等離子清洗機的應用比較多,因為真空等離子清洗全面,而且溫度低,不會對配件造成損壞的緣故。不過跟大氣壓等離子清洗機(常壓等離子清洗機)比較,真空機成本高,所以同樣的材料,如果用大氣壓等離子清洗機可以處理,那么一般人就會使用大氣壓等離子清洗機。由于常壓等離子清洗機是將等離子從噴頭里面噴射出來,所以又叫做大氣射流式等離子清洗機。 

              常壓機做成在線式,流水線不間斷處理材料,效率非常高。早就在上個世紀的80年代,國外就開始對常壓等離子進行研發,并且在全球范圍內形成了一股巨大的研究熱潮,為大氣射流等離子清洗機的發展奠定了良好的基礎,下面給大家說一說射流等離子清洗機的一些基本知識。 

              20世紀90年代初,Koinuma等開發出了一種微束等離子體裝置。該裝置放棄了大面積均勻性的要求,在直徑2mm的范圍內,采用CF(1%)/He作為放電氣體和70W的射頻功率,在硅片上本得了5nm/s的刻蝕速率。這種裝置可以認為是非熱力平衡態冷等離子體射流所用裝置的前身。 

              非熱力平衡態冷等離子體射流由于其消耗的平均功率非常小,所產生的等離子體射流對環境以及被處理材料表面幾乎沒有什么熱效應,因此可以將其稱為“冷等離子體射流”。射頻與高頻放電等離子體的產生機理是有所不同的;從應用的角度來看,高頻電源更便宜,相關裝置的設計與制造也更加簡單,因此更實用,從近十年的文獻分析來看,這類裝置的結構大多采用了在惰性氣體(或以惰性氣體為主摻入一些活性氣體)氣流通道上形成DBD。 

              2005年,Teschke等以及Kedzierski等發表了兩篇論文,展示了用ICCD(像增強電荷耦合傳感器)拍攝的氦大氣壓等離子體射流的照片,發現了“等離子體子彈”(plasma bullets)的現象。自此有關等離子體子彈相關的研究論文如雨后春筍般涌現出來,LuLaroussi發現等離子體子彈現象與具體的電極構型無關,同時為了解釋這種發生在氦氣流通道中的等離子體子彈現象,提出了一種光子預電離機制,但仍有很多相關問題未得到解決。 

              2008Sands等發現得出射流區與DBD區的放電應該是互相獨立的。Jiang等通過一系列專門設計的實驗進一步證實了這一觀點,并明確指出:等離子體射流本質上是通過高壓電極邊緣的非均勻電場在氦氣流通道中形成的電暈放電,雖然實驗采用了 DBD構型,但射流其實與DBD無關!為了證明這一觀點,他們演示了單電極以及裸電極構型裝置,產生了完全類似的等離子體射流。不僅如此,他們的實驗還表明,采用了如Teschke等的共軸DBD構型的等離子體射流裝置所產生的放電應該有三個等離子體區。 

              等離子體子彈的速度是人們比較關心的一個問題,雖然Teschke等早在2005年就已經指出,等離子體子彈是一種電驅動效應,與氣流無關,因為在大多數實驗條件下氣體流速僅約10m/s,比上述子彈的速度小3~4個數量級,但是實驗發現氣體流速對等離子體子彈所形成的射流在空氣中的長度有決定性的影響。 

              孫姣等最早報道了氣體流速與射流長度的關系。通過采用一種焓探針來測量流出石英管的氣體的軸向流速,他們發現無論是氦氣還是氬氣產生的等離子體射流的長度,在氣體處于層流狀態下時,幾乎與氣體流速成線性關系。 進一步的實驗研究表明,情況比該結論更復雜,除了氣體流量或流速外,驅動電源的參數如電壓、頻率、脈沖寬度等在一定的條件下都會影響大氣射流等離子清洗機射流的長度。 

              大氣壓冷等離子體射流有低氣壓等離子體所不具有的無空間限制性,能夠靈活地使用,沒有腔體和真空設備,大大降低了成本,所以其實用性正在逐漸的體現并得到發揮,正逐漸應用在工業、醫療、衛生、生物醫藥等領域。

              生物醫藥:

              1.對細胞的操作,修飾細胞膜的通透性;

              2.影響細胞的分裂、增殖;

              3.DNA的操作。

              4.生物制藥; 

              醫療應用:

              1.殺菌消毒、傷口病理:如皮膚表面傷口消毒

              2.凝血、止血

              3.肌膚修復、牙齒的消毒與潔白

               

              不過最主要的還是工業應用:

              1.材料表面改性、修飾處理:如食品包裝。

              2.物體表面有機污染物處理:如光學儀器表面污垢、文物表面銹跡的去除。

              3.半導體行業:半導體材料的刻蝕、鍍膜、非晶碳的沉積等。

              射流等離子清洗機在工業領域應用非常廣泛,經常做成各類非標機,組裝在生產線上面,自動化的給材料做改性處理,提升材料表面的粘接力。

               

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