隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，各種工藝對所用產(chǎn)品的技術(shù)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(shè)備，在電子、醫(yī)療、光學(xué)、包裝印刷等領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域，等離子清洗可以提高光學(xué)薄膜的透光性和平整度。但其實在工業(yè)化的實際應(yīng)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(yīng)用

通常物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)3種狀態(tài)存在，但在一些特殊的情況下，也可以以第四種狀態(tài)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(tài)。由于原子或分子本性發(fā)生了改變，等離子體往往呈現(xiàn)出高度激發(fā)的不穩(wěn)定態(tài)，并具有高能量、高活性、高電子密度等特點，在粉體處理領(lǐng)域中通常被用于氧化物、雜質(zhì)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(yīng)用原理（來源：上海茂虹等離子技術(shù)有限公司）

1、粉體清洗

粉體在生產(chǎn)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(zhì)，這些污垢和氧化物會影響粉體的質(zhì)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)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?qū)⑻細湮廴疚锘瘜W(xué)鍵裂解，形成氣體揮發(fā)，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(chǎn)生的活性粒子能夠與無機粉體表面直接發(fā)生反應(yīng)，從而引入新的特定的官能團或改變表面結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)粉體材料表面的接枝、交聯(lián)、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(fù)合材料的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等性能。例如，通過聚合性單體和引發(fā)氣體的混合放電，等離子體可在粉體表面引發(fā)聚合反應(yīng)，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(diào)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(jié)合，通過等離子處理，可以調(diào)節(jié)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(wěn)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(jù)應(yīng)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(jù)材料的特性以及應(yīng)用目標的不同，決定了我們需要選擇不同類型的氣體介質(zhì)來實現(xiàn)最佳的處理效果。通常氣體分為兩類：一種是反應(yīng)性氣體，主要作用為化學(xué)作用，如氫氣、氧氣等；另一種是非反應(yīng)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(zhì)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(fā)生氧化反應(yīng)，能夠使非揮發(fā)性有機物變成易揮發(fā)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(yōu)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(dǎo)體材料與應(yīng)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(zhì)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(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)相結(jié)合進行清洗。

來源：半導(dǎo)體材料與應(yīng)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(yīng)腔室后電離產(chǎn)生的等離子體不會引入額外的官能團或改變材料的化學(xué)性質(zhì)，因此氬氣等離子表面處理設(shè)備主要被應(yīng)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(yīng)性氣體明顯。

來源：半導(dǎo)體材料與應(yīng)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(xué)組成，引入相應(yīng)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(jié)性、反應(yīng)性，極大地提高了其使用價值。而經(jīng)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(yōu)勢？

隨著等離子清洗機在粉體處理領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增多，其環(huán)保、高效、適用范圍廣等優(yōu)勢也逐漸凸顯：

1、等離子清洗機是一種基于干式清洗技術(shù)的設(shè)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(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等有害物質(zhì)對人體和環(huán)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(xiàn)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(yīng)用中，等離子清洗機在粉體處理上盡管存在諸多優(yōu)勢，但受限于設(shè)備的尺寸，其在規(guī)模化處理以及污物較多的情況下遇到一些挑戰(zhàn)和局限性，另外為了達到最佳的處理效果，還需要根據(jù)粉體的特性和要求，選擇合適的等離子清洗機和處理參數(shù)。

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(shù)淺析碳纖,維復(fù)合材料制作與加工.

粉體圈Corange整理

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