依据反响类型的不同,等离子体清洗技能可分为两大类:等离子体物理清洗,即经过活性粒子和高能射线的炮击别离污染物。等离子体化学清洗是经过活性粒子和杂质分子的反响来蒸腾和去除污染物。
(1)激起频率对等离子体的清洗办法有必定的影响。例如,超声波等离子体(激起频率,40kHz)首要发生物理反响。微波等离子体(激起频率为2.45GHz)发生的大部分反响是化学反响。射频等离子体(激起频率,13.56MHz)触及物理和化学反响。
(2)作业气体的品种对等离子清洗的品种也有必定的影响。例如,慵懒气体Ar2、N2等激起发生的等离子体首要用于物理清洗,经过炮击的办法清洁资料表面。O2、H2等反响性气体激起发生的等离子体,首要用于化学清洗。活性自由基和污染物(首要是碳氢化合物)之间的化学反响发生小分子,如一氧化碳、二氧化碳和水。从数据表面移除。
(3) 等离子清洗的品种对清洗作用有必定的影响。等离子体物理清洗能够增加资料表面的粗糙度,有助于进步资料表面的附着力。等离子体化学清洗能够显着增加资料表面的含氧、含氮等类型的活性基团,有助于进步资料表面的潮湿性。
等离子清洗技能自呈现以来,跟着电子等职业的快速开展,其运用逐步增多。现在,等离子体清洗已广泛运用于半导体和光电职业,并在轿车、航空航天、医药、装修等许多技能范畴得到推行和运用。近年来,等离子体清洗技能在聚合物表面的活化、电子元器件的制作、塑料粘接的处理、生物相容性的改善、生物污染的避免、微波管的制作、精细机械零件的清洗等方面得到了广泛的运用。面要点介绍等离子清洗工艺在复合资料范畴的运用远景。
碳纤维、芳纶等接连纤维具有重量轻、强度高、热稳定性好、抗疲劳功用优异等显着特色。它们用于增强热固性和热塑性树脂基复合资料。制品已广泛运用于飞机、武器装备、轿车、体育、电器等范畴。但是,商用纤维资料表面一般有一层有机涂层,这是在复合资料中制备的进程中,它会成为弱界面层,严重影响树脂与纤维的界面粘结作用。因而,在制备复合资料之前,需求经过必定的处理办法将其去除。
等离子清洗技能的运用,能够有用地避免化学溶剂对资料本体功用的危害。在清洗资料表面的一起,可引进多种活性官能团,增加表面粗糙度,进步纤维表面的自由能,有用进步树脂和纤维相界面间的粘结作用,进步了复合资料的归纳功用。
复合资料液态成型技能(LCM)首要包含树脂传递模塑(RTM)、真空辅佐树脂传递模塑(VARTM)、真空辅佐树脂打针(VARI)和树脂膜浸透(RFI)等成型工艺。这类工艺的一起特色是将纤维预制棒放入模具型腔,然后在压力的作用下注入液态树脂,使纤维充沛滋润,然后经过固化、脱模等工序得到所需产品,具有出资少、功率高、质量好等长处。但是,需求处理的问题是,大多数LCM技能对纤维的树脂浸渍作用不抱负,产品存在内部空地和表面干斑等现象。由此可见,树脂对纤维表面的保湿作用将直接影响LCM成型工艺和产品功用。因而,能够考虑运用等离子体清洗技能改善纤维表面的理化功用,进步纤维在预制件中的表面自由能,使树脂在相同的工艺条件下(压力场、温度场等)更充沛地浸渍。纤维表面,进步浸渍的均匀性,并改善复合资料液态成型的工艺功用。
复合资料的成型进程中需求运用脱模剂,以保证其在固化成型后能有用地与模具别离。但是,脱模剂的运用不可避免地会在复合资料的薄膜表面留下过量的脱模剂,形成污染,在表面发生一个弱界面层,使涂层在涂装后简略掉落。传统的清洗办法是用丙酮等有机溶剂擦洗表面或选用先研磨后清洗的办法去除残留在复合资料表面的脱模剂。但是,选用上述两种办法不只引进了有机溶剂的运用,并且因为研磨进程形成很多粉尘污染,对环境形成严重影响,危及操作人员的人身安全。经绿色环保等离子体技能清洗后,待涂复合资料表面可取得更好的可涂装状况,进步了涂层的可靠性,可有用避免涂层掉落和缺点等问题。涂层后表面平坦接连,无流痕、气孔等缺点,涂层附着力较惯例清洗有显着进步,经过GB/T 9286检测成果为一级,契合工程运用规范。
在某些运用中,需求将几个复合资料部件经过粘接工艺连接成一个全体。在此进程中,假如复合资料表面被污染、润滑或化学慵懒,则不简略经过胶接完结复合。数据部分之间的绑定进程。传统的办法是运用物理磨削增加复合资料零件结合面的粗糙度,然后进步复合资料零件之间的结合功用。但这种办法在发生粉尘污染的一起,不简略到达均匀增加工件表面粗糙度的意图,并且简略形成复合资料工件表面变形和损害,然后影响工件结合面的功用。因而,能够考虑选用简略易操控的等离子体技能,有用地清洗复合资料零件的表面污染物,一起改善表面的物理化学功用,终究取得杰出的粘接功用。
等离子体清洗技能在复合资料范畴中的运用,不论是用于改善复合资料的界面功用,进一步液体成型工艺中树脂对纤维表面的潮湿功用,仍是用于根除制件表面污染层以进一步涂装功用,或是改善多个制件之间的胶接功用,其可靠性大多是依赖于低温等离子体对资料表面物理以及化学功用的改善作用,去除弱界面层,或是增加粗糙度,然后增强两个表面之间的湿润性与粘结功用。
跟着低温等离子体技能的开展,特别是常压条件下在线接连等离子体设备的开展,清洗本钱不断下降,清洗功率能够进一步进步。等离子清洗技能自身具有便利加工各种资料、绿色环保等长处。因而,在精细化出产认识逐步进步的一起,先进清洗技能在复合资料范畴的运用必然会愈加遍及。