常压等离子表面处理机不需要真空系统,直接在大气环境下就能产生稳定均匀的低温等离子体,特别适合流水线连续生产。这种设备温度低但活性粒子浓度高,化学反应速度快,是当前等离子体技术研究的重点方向。在处理材料时,放电气体会产生带电粒子、激发态粒子和光子,这些活性粒子通过物理和化学反应,能实现表面清洁、刻蚀和活化等多种效果。
这种设备的工作原理很有意思:它是用工作气体把等离子体从电极间隙吹出来,把等离子体的产生区域和应用区域分开。这样大部分活性粒子都能到达材料表面,不受电极限制。而且设备结构简单,操作方便,很容易和其他生产线集成。
等离子体处理材料表面主要靠两种作用:物理作用和化学作用。低温等离子体里的活性粒子能量很高,能达到几个甚至十几个电子伏特,比一般材料表面的化学键能还高。所以它能打断材料表面的化学键,和活性基团发生各种化学反应,形成新的化学键或者引入新的功能基团。同时高能粒子轰击材料表面会产生刻蚀效果,改变表面形状,增加粗糙度,从而影响材料的粘附性和亲水性。
这种设备的优点特别突出:首先它是干式处理,能耗低污染小;处理速度快效率高,能在大气压下连续工作;温度低不会损伤热敏材料;处理深度只有几纳米到几微米,不会影响材料本身性能;而且适用性广,几乎什么材料都能处理。这些优势让常压低温等离子体表面改性技术比其他方法更有价值,在工业生产中前景广阔。