隨著高新技術產業的迅速發展，各種工藝對所用產品的技術要求越來越高。等離子清洗機（等離子表面處理儀）作為一種新型表面處理/清潔設備，在電子、醫療、光學、包裝印刷等領域中常被用于片材、膜材、管材等材料的表面清洗和處理，以此提升材料的性能。如在微電子領域，等離子清洗機可以提高芯片的良品率，增強芯片與封裝材料之間的粘附力。而在光電領域，等離子清洗可以提高光學薄膜的透光性和平整度。但其實在工業化的實際應用當中，等離子清洗機除了可以處理以上提到的材料外，還可以用于粉體處理，提升粉體材料的附加值。

來源：PLAUX等離子清洗機

等離子清洗機在粉體處理中的應用

通常物質以固態、液態、氣態3種狀態存在，但在一些特殊的情況下，也可以以第四種狀態存在，即等離子體。實際上，等離子體是利用氫氣、氧氣、氮氣、氬氣、氦氣等氣體在外界高能量作用下電離形成的的帶電粒子、中性粒子及各種自由基組成的混合狀態。由于原子或分子本性發生了改變，等離子體往往呈現出高度激發的不穩定態，并具有高能量、高活性、高電子密度等特點，在粉體處理領域中通常被用于氧化物、雜質的清理分解以及有機或無機粉體的表面功能化改性。

等離子清潔劑應用原理（來源：上海茂虹等離子技術有限公司）

1、粉體清洗

粉體在生產和加工過程中，往往會附著一些難以清洗的油污、氧化物、雜質，這些污垢和氧化物會影響粉體的質量和使用效果。等離子清洗機既能夠利用等離子體高能量、高活性的特點，在與粉體表面污染物接觸時發生化學反應分解污染物，也可以利用等離子體與污物間的電位差，高速撞擊污物，以撞擊動力濺射掉污染物或將碳氫污染物化學鍵裂解，形成氣體揮發，完成對粉體的清洗。

2、無機粉體材料的表面處理

等離子清洗機利用不同氣體產生的活性粒子能夠與無機粉體表面直接發生反應，從而引入新的特定的官能團或改變表面結構，實現粉體材料表面的接枝、交聯、包覆等功能化過程。除了可抑制粉體團聚，提高無機粉體在聚合物中的分散性和相容性，還可以顯著改善粉體與聚合物復合材料的力學、光學、電學等性能。例如，通過聚合性單體和引發氣體的混合放電，等離子體可在粉體表面引發聚合反應，形成改性覆層，從而提升材料的綜合性能。

3、聚合物粉體材料的表面鍵能調整

由于聚合物粉體疏水性強，較難潤濕，難以與無機表面形成良好的結合，通過等離子處理，可以調節其表面鍵能，改善聚合物粉體表面的潤濕性、粘附性，不僅可提高與其他材料（如金屬、陶瓷、玻璃等）的粘接強度，提高涂層、膠接、涂覆等工藝的性能和穩定性，還能減少污染物在表面的吸附和附著。

利用等離子體改性前后的粉體潤濕性對比（來源： PLAUX等離子清洗機）

如何根據應用，選擇合適的等離子氣體？

在利用等離子清洗機對粉體處理的過程中，根據材料的特性以及應用目標的不同，決定了我們需要選擇不同類型的氣體介質來實現最佳的處理效果。通常氣體分為兩類：一種是反應性氣體，主要作用為化學作用，如氫氣、氧氣等；另一種是非反應性氣體，主要通過物理作用進行清洗，如氬氣、氦氣、氮氣。

1、有機雜質清洗——氧氣

氧氣是一種具有強氧化性的氣體，利用用氧等離子對污染物進行處理，主要會發生氧化反應，能夠使非揮發性有機物變成易揮發性的CO2和水蒸氣，去除沾污物，從而達到清潔的目的，具有清洗效率高、可選擇性好等優點，不過也由于存在易將金屬材料氧化的缺陷，并不適用于金屬粉體的清洗。

來源：半導體材料與應用

2、氧化層清洗——氫氣、氮氣

氫等離子體有較強的還原性，可對金屬粉體進行還原清洗，將金屬表面氧化層還原成金屬單質和水蒸氣；為了達到更好的效果，可在氫氣中加入一定量的氮氣，將化學反應和物理反應相結合進行清洗。

來源：半導體材料與應用

3、物理清潔，避免氧化——氬氣

氬氣本身作為一種惰性氣體，將它通入反應腔室后電離產生的等離子體不會引入額外的官能團或改變材料的化學性質，因此氬氣等離子表面處理設備主要被應用于粉體表面的物理清洗及表面粗化，但使用效果不如氧氣這種反應性氣體明顯。

來源：半導體材料與應用

4、表面改性

高分子材料用N₂、NH₃、O₂、 SO₂等氣體的等離子體處理,可以改變表面的化學組成，引入相應新的官能基團:-NH₂、-OH、-COOH、-SO₃H 等.這些官能團可使聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯，聚四氟乙烯等這些完全惰性的材料表面富含活性官能團,可以提高表面極性、浸潤性、可粘結性、反應性，極大地提高了其使用價值。而經含氟氣體的低溫等離子體處理,則可在材料表面引入氟原子,使其具有憎水性。

等離子清洗機在粉體處理中有何優勢？

隨著等離子清洗機在粉體處理領域的應用不斷增多，其環保、高效、適用范圍廣等優勢也逐漸凸顯：

1、等離子清洗機是一種基于干式清洗技術的設備，在對粉體進行清洗和表面處理的過程中，可避免有害溶劑及產生的廢水、廢氣、廢渣等有害物質對人體和環境造成危害，同時也避免了濕清洗過程中粉體材料的流失和破壞。

2、等離子清洗機載處理過程中無需清洗液運輸、儲存、排放及過濾干燥等一系列工序，且更加容易實現智能化控制，可裝配高精度的控制裝置，精準控制時間，提高了整個工藝裝配線的處理效率和效果。

3、等離子清洗機適用于多種粉體的處理，對金屬粉末、陶瓷粉末、聚合物粉末等都有很好的處理效果，特別適合于不耐熱以及不耐溶劑的粉體材料。

不過，在實際應用中，等離子清洗機在粉體處理上盡管存在諸多優勢，但受限于設備的尺寸，其在規模化處理以及污物較多的情況下遇到一些挑戰和局限性，另外為了達到最佳的處理效果，還需要根據粉體的特性和要求，選擇合適的等離子清洗機和處理參數。

參考來源：

1、PLAUX等離子清洗機

2、CIFLAB

3、CRFPLASMA誠峰智造 

4、等離子體改性技術淺析碳纖,維復合材料制作與加工.

粉體圈Corange整理

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