[文章導讀] 低真空等離子清洗廣泛應用于刻蝕、表面噴涂、材料改性、表面清洗、誘導種子基因突變和醫(yī)療消毒等領域。
等離子又稱為電漿，是物質的第四態(tài)，它是由電子和離子等帶電粒子以及中性粒子（原子、分子和微粒等）組成的，宏觀上呈現(xiàn)準中性，并且具有集體效應的混合氣體。低真空等離子清洗的特性自20世紀20年代以來已獲得大量的研究，利用低真空等離子清洗優(yōu)異特性的新技術在各領域中不斷涌現(xiàn)，低真空等離子清洗廣泛應用于刻蝕、表面噴涂、材料改性、表面清洗、誘導種子基因突變和醫(yī)療消毒等領域。
近年來，低真空等離子清洗技術也得到迅速的發(fā)展。等離子清洗所需的介質一般由氬氣、氧氣和氫氣等組成，并且清洗后生成的產(chǎn)物多為CO2和H2O等無污染的氣體，相對于濕法清洗工藝省去了干燥過程及廢水處理裝置，低真空等離子清洗是一種應用于大面積表面處理的既經(jīng)濟又環(huán)保的方法。相對于大氣等離子清洗技術，低真空等離子清洗溫度更低（低于1000℃），低真空等離子清洗能處理一些對溫度敏感的精密儀器，產(chǎn)生的廢氣（CO和NO等）隨真空泵排出室外，對人體無害。而且低真空等離子清洗能極大地提高表面的粘附能力，并且低壓下粒子的平均自由程更長。因此，低真空等離子清洗體以其不可替代的優(yōu)點，成為工業(yè)新技術應用的熱點。
低真空等離子清洗在清洗物體前首先要對清洗的物體和污物進行分析，然后進行氣體的選配。依據(jù)等離子的作用原理可將選配氣體分為兩類，一類是氫氣和氧氣等反應性氣體，其中氫氣主要應用于清洗金屬表面的氧化物，發(fā)生還原反應。氧氣主要應用于清洗物體表面的有機物，發(fā)生氧化反應。另一類是氬氣、氦氣和氮氣等非反應性氣體，氮等離子處理能提高材料的硬度和耐磨性。氬氣和氦氣性質穩(wěn)定，并且放電壓低易形成亞穩(wěn)態(tài)的原子，一方面利用其高能粒子的物理作用清洗易被氧化或還原的物件，Ar+轟擊污物形成揮發(fā)性污物被真空泵抽走，避免了表面材料發(fā)生反應；另一方面利用氬氣易形成亞穩(wěn)態(tài)的原子，再與氧氣氫氣分子碰撞時發(fā)生電荷的轉換和再結合，形成氧氫活性原子作用于物體表面。
清洗完成后，對固體表面潔凈程度的評估是清洗后一個重要的環(huán)節(jié)，觀察水滴或達因墨水在固體表面的擴散是一種簡便可靠的評估方法。液體在固體表面的擴散程度主要由表面的可濕性決定，而可濕性受表面的潔凈程度影響，固體表面具有良好的可濕性，液體在固體表面易流動擴散，并進入了不平的固體表面。固體表面有污物時，附著物和表面不能完全融合，中間留有一定的空穴，液體在固體表面難以流動和擴散開。此外由于擴散的程度不同，液滴與固體表面在平衡狀態(tài)下所成的夾角也就不同，利用接觸角測試就能評估其表面潔凈的程度，這也是一種間接量化評估表面潔凈程度和表面處理效果的快捷方法。
低真空等離子清洗是一種清潔環(huán)保高效的清洗方法，由射頻電容耦合形式產(chǎn)生的等離子體，采用該技術用氬等離子清洗銅片表面，清洗后表面的粘附功提升50%以上。低真空等離子清洗在不同的處理時間下，一定時間段內表面粘附功隨著處理時間增加而增加，如果時間過長，由于粒子與表面有一定的結合而導致表面粘附功有所下降。
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