等离子体加工技术

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等离子体加工

等离子体加工

采用等离子体表面加工技术, 采用等离子体表面加工技术,还可提高 某些金属材料的硬度,例如: 某些金属材料的硬度,例如:使钢板表面氮 化,可大大提高钢材的硬度。 可大大提高钢材的硬度。 等离子体还用于人体器官的表面加工, 等离子体还用于人体器官的表面加工,采 用氨和氰等离子体,对人造心脏表面进行加工, 用氨和氰等离子体,对人造心脏表面进行加工, 使其表面生成一种氨基酸,这样, 使其表面生成一种氨基酸,这样,人造心脏就 不易受人体组织排斥和血液排斥, 不易受人体组织排斥和血液排斥,是人造心脏 手术更容易获得成功。 手术更容易获得成功。
一、基本原理 等离子体加工又称为等离子弧加工, 等离子体加工又称为等离子弧加工,是利用 电弧放电使气体电离成过热的等离子气体流束, 电弧放电使气体电离成过热的等离子气体流束, 考局部熔化及气体去除材料的。等离子体又被成 考局部熔化及气体去除材料的。 为物质的第四种状态。 为物质的第四种状态。 等离子体是高温电离的气体, 等离子体是高温电离的气体,它由气体原 子或分子在高温下获得能量电离之后, 子或分子在高温下获得能量电离之后,理解成 带正电荷的离子和带负电荷的自由电子, 带正电荷的离子和带负电荷的自由电子,整体 的正负离子数目和正负电荷仍相等, 的正负离子数目和正负电荷仍相等,因此称为 等离子体。 等离子体。
等离子体加工时会产生噪声, 等离子体加工时会产生噪声,烟雾和强 光,故要求对其工作地点进行控制和防护。 故要求对其工作地点由: 等离子体具有极高的能量密度,主要由: 机械压缩效应、 机械压缩效应、热收缩效应和磁收缩效应等 造成的。 造成的。 2.设备和工具 设备和工具 简单的等离子体加工装置有手持等离子体 切割器和小型手提式装置, 切割器和小型手提式装置,比较复杂的有程 序控制和数字程序控制的设备, 序控制和数字程序控制的设备,多喷嘴的设 备;还有采用光学跟踪的设备。 还有采用光学跟踪的设备。

等离子体加工的原理

等离子体加工的原理

等离子体加工的原理
1. 等离子体加工是利用等离子体的特性来进行材料加工的技术。

2. 在真空腔室中充入工质气体,施加电压ion化气体形成等离子体。

3. 等离子体中的离子、电子、自由基、激发态原子等具有强烈的化学活性。

4. 这些活性粒子与待加工工件材料互相作用,使材料表面发生物理化学变化。

5. 根据要达到的加工目的,可以选择不同的工质气体,如氧、氮、氩气体等。

6. 通过调节工艺参数,控制等离子体的性质,选择性地与材料反应从而实现加工。

7. 应用等离子体腐蚀、溅射、沉积等效应,可以进行清洗、蚀刻、改性、镀膜等。

8. 等离子体可以精确控制,实现对材料表面层的选择性处理。

9. 等离子体表面处理可以改善材料的表面性能,提高耐腐蚀、硬度、导电性等。

现代加工技术-11等离子体加工

现代加工技术-11等离子体加工

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哈工大(威海) 现代加工技术
一、等离子体的三种效应
参考1
1.机械压缩效应。电弧在被迫通过喷嘴通道喷出时,通常对电弧产生机械压缩作用 ,而喷嘴通道的直径和长度对机械压缩效应的影响很大。 2.热收缩效应。喷嘴内部通入冷却水,使喷嘴内壁受到冷却,温度降低,因而靠近 内壁的气体电离度急剧下降,导电性差,电弧中心导电性好,电离度高,电弧电流 被迫在电弧中心高温区通过,使电弧的有效截面缩小,电流密度大大增加。这种因 冷却而形成的电弧截面缩小作用,就是热收缩效应,一般高速等离子气体流量越大 ,压力越大,冷却越充分,则热收缩效应越强烈。
等离子体还用于金属的穿孔加工。 等离于体弧还作为热辅助加工。 这是一种机械切削和等
离子弧的复合加工方法,在切削前,用等离子弧对工件待加 工表面进行加热,使工件材料变软,强度降低,从而使切削 加工具有切削力小、效率高、刀具寿命长等优点,已用于车 削、开槽、刨削等。 ‫۝‬数控等离子相贯线切割 国冶数控 高清.mp4
3.磁收缩效应。由于电弧电流周围磁场的作用,迫使电弧产生强烈的收缩作用,使
电弧变得更细,电弧区中心电流密度更大,电弧更稳定而不扩散。 上述三种压缩效应的综合作用,使等离子体的能量高度集中,电流密度、等离子体
电弧的温度都很高,达到11000~28000℃(普通电弧仅5000~8000℃),气体的电离
度也随着剧增,并以极高的速度从喷嘴孔喷出,具有很大的动能和冲击力,当达到 金属表面时,可以释放出大量的热能,加热和熔化金属,并将熔化的金属材料吹除 。等离子电弧不但具有温度高、能量密度大的优点,而且焰流可以控制。 28
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哈工大(威海) 现代加工技术
等离子体具有高能量密度的原因
机械压缩效应:电弧在被迫通过喷嘴通道喷出时,通 道对电弧产生机械压缩作用,喷嘴通道的直径和长度

激光等离子体技术在材料加工中的应用

激光等离子体技术在材料加工中的应用

激光等离子体技术在材料加工中的应用随着科学技术的不断发展,新的材料和新的加工方式不断涌现,其中激光等离子体技术是一种新型的加工方式。

激光等离子体技术是指利用激光光源,通过高能量激光与金属、非金属等材料相互作用,产生等离子体,利用等离子体对材料进行加热、切割、焊接等加工操作的一种技术。

在不断的发展中,激光等离子体技术已经在许多领域得到了广泛应用,如汽车、电子、航空航天、医疗等领域。

本文将重点介绍激光等离子体技术在材料加工中的应用。

一、激光等离子体技术在切割领域的应用在传统的材料切割中,常用的方法是机械切割、火焰切割等方式,这些切割方式都有着明显的弊端,如切割速度慢、精度低、效率低、成本高等问题。

而激光等离子体技术的出现可以解决这些问题。

激光等离子体技术的切割速度快,精度高,效率高,成本低等优势使得它成为了最理想的切割方式之一。

同时,在切割过程中,激光等离子体技术还可以有效地避免材料损伤、下刀毛等问题,提高了生产效率和产品质量,广泛应用于金属切割、玻璃切割、木材切割、陶瓷切割等领域。

二、激光等离子体技术在焊接领域的应用对于许多材料的焊接,采用传统的加热方式容易导致金属热影响区过大,从而降低了焊接质量。

而激光等离子体技术的出现,可以通过焊接区域的瞬间加热达到快速焊接,缩小热影响区的目的。

因此,激光等离子体技术广泛应用于高精度零件的组装和焊接,如微电子设备、光学元件、金属光纤等领域。

同时,激光等离子体技术在纳米材料的焊接中也具有不可替代的优势,因为激光等离子体技术可以对焊接区域进行定点、高精度的焊接操作,使得焊接精度和焊接质量得到明显提高。

三、激光等离子体技术在印刷领域的应用在传统的印刷领域,印刷速度常常受制于机械刀具的速度,因此印刷效率低。

而激光等离子体技术的出现打破了这种局面。

激光等离子体技术的快速化学反应可以有效地产生气体等离子体,从而改善了印刷速度和效率。

与此同时,激光等离子体技术可以将印刷颜料与印刷基材进行更加充分的反应,从而提高了印刷质量和环保性。

离子束和等离子体加工

离子束和等离子体加工

离子束和等离子体加工的原理和特点及这两种加工技术在高精度表面抛光中应用。

1.离子束加工的基本原理所谓离子束抛光, 就是把惰性气体氩、氮等放在真空瓶中, 用高频电磁振荡或放电等方法对阴极电流加热, 使之电离成为正离子, 再用5千至10万伏高电压对这些正离子加速, 使它们具有一定的能量。

利用电子透镜聚焦,将它们聚焦成一细束,形成高能量密度离子流,在计算机的控制下轰击放在真空室经过精磨的工件表面, 从其表面把工件物质一个原子一个原子地溅射掉。

用这种方法对工件表面进行深度从100 埃到10微米左右的精密加工。

2.等离子体加工的基本原理等离子体加工又称为等离子弧加工,是利用电弧放电使气体电离成过热的等离子气体流束,靠局部熔化及气体去除材料的。

等离子体又被成为物质的第四种状态。

等离子体是高温电离的气体,它由气体原子或分子在高温下获得能量电离之后,理解成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子,整体的正负离子数目和正负电荷仍相等,因此称为等离子体,具有极高的能量密度。

3. 离子束加工主要的特点(1)属于原子级逐层去除加工,加工精度高(2)加工生产污染小(3)加工应力、变形小(4)加工范围广(利用机械碰撞能量加工)(5)易实现自动化(6)设备复杂、价格贵4. 等离子体加工主要的特点由于等离子体电弧对材料直接加热,因而比用等离子体射流对材料的加热效果好得多。

因此,等离子体射流主要用于各种材料的喷镀及热处理等方面;等离子体电弧则用于金属材料的加工、切割以及焊接等。

等离子弧不但具有温度高、能量密度大的优点,而且焰流可以控制。

适当的调节功率大小、气体类型、气体流量、进给速度和火焰角度,以及喷射距离,可以利用一个电极加工不同厚度和多种材料。

5.离子束抛光的典型应用离子束抛光是 1965 年美国亚利桑那大学的工作人员发现并研制成功的。

目前,美国离子光学公司、法兰克福兵工厂早已研制成功离子束抛光设备,并应用于生产。

此外,日本、英国、法国等国也已开发和研究了这一新技术。

特种加工技术等离子加工技术

特种加工技术等离子加工技术

(3)磁收缩效应
由于电孤电流周围磁场的作用, 迫使电弧产生强烈的收缩作用,使 电弧变得更细,电弧区中心电流密 度更大,电弧更稳定而不扩散。
由于上述三种压缩效应的综合作用,使
等离子体的能量高度集中,电流密度、等离 子体电弧的温度都很高,达到11000-28000 度(普通电弧仅5000一800度),气体的电离度 也随着剧增,并以极高的速度(约8002000m/s,比声速还高)从喷嘴孔喷出,具 有很大的动能和冲击力,当达到金属表面时, 可以释放出大量的热能,加热和熔化金属, 并将熔化了的金属材料吹除。
1-切缝 2-距离 3-喷嘴 4-保护罩 5-冷却水 6-钨电极 7-工质气体 8-等离子体电弧 9-保护气体屏 10-工件
10-1 等离子体加工原理示意图
该装置由直流电源供电,钨电极6接阴极,工 件10接阳极。利用高频振荡或瞬时短路引弧的方法, 使钨电极与工件之间形成电弧。电弧的温度很高, 使工质气体的原子或分子在高温中获得很高的能量。 其电子冲破了带正电的原子核的束缚,成为自由的 负电子,而原来呈中性的原子失去电子后成为正离 子;这种电离化的气体,正负电荷的数量仍然相等, 从整体看呈电中性,称之为等离子体电。在电弧外 围不断送入工质气体,回旋的工质气流还形成与电 弧柱相应的气体鞘,压缩电弧,使其电流密度和温 度大大提高。采用的工质气体有氮、氩、氮、氢或 是这些气体的混合。
等离子体具有极高的能量密度 是由下列三种效应造成的:
(1)机械压缩效应
电弧在被迫通过喷嘴通道喷出 时,通道对电弧产生机械压缩作用, 而喷嘴通道的直径和长度对机械压 缩效应的影响很大。
(2)热收缩效应
喷嘴内部通入冷却水,使喷嘴内受到 冷却,温度降低,因而靠近内壁的气体电 离度急剧下降,导电性差,电弧中心导电 性好,电离度高,电弧电流被迫在电弧中 心高温区通过,使电弧的有效截面缩小, 电流密度大大增加。这种因冷却而形成的 电弧截面缩小作用,就是热收缩效应,一 般高速等离子气体流量越大,压力越大, 冷却愈充分,则热收缩效应愈强烈。

大气压等离子体加工技术

大气压等离子体加工技术

气体放电现象
当作用于气体的电场强度超过临界值时 就会发生气体放电现象,这时气体就从绝缘 态变为导电态,放电形式与气体的压力和电 流密度有着重要的关系。低气压小电流密度 下的放电称为辉光放电,大气压或更高气压 下的大电流放电称为电弧放电。
气体放电的基本内涵是放电中的带电粒 子在电场的作用下,气体就从绝缘态变为导 电态即物质的第四态—等离子态。
4、大气等离子体加 工技术所面临的问题
大气压等离子体加工中温度与热问题
由于等离子体是由惰性气体在电磁场中激发而成的电磁流体,随着放电过程的进 行,焦耳热逐渐产生,从而引发等离子体温度的升高。大气压等离子体加工技术的原 理是基于生成挥发产物的化学反应,温度作为影响化学反应速率的重要因素,也必将 对加工过程产生很大影响。因此,温度与热问题一直是实现光学元件的精密加工关键 所在。
等离子加工 技术加工光 学曲面面临 的挑战
(1)高精度复杂光学曲面一般具有复杂的表面结 构,这就要求大气等离子体加工技术能够获得高 分辨率去除函数。同时,由于总体面型加工去除 量大,大气等离子体加工应具有更高去除速率。
(2)光学加工一般加工过程较长,而且复杂光学 曲面加工过程中需要反复测量、迭代,这就要求 大气等离子体加工技术能够保持长时间的加工稳 定性。
大气压等离子体加工技术
目录
1、等离子体概述 2、传统等离子体加工技术 3、大气等离子体加工技术发展概况 4、等离子加工技术面临问题
1、等离子体概述
什么是等离子体
• 等离子体是物质三态(气液固)之外的第 四种可能状态,等离子体是高温电离的气体, 它由气体原子或分子在高温下获得能量电离 之后,离解成带正电荷的离子和带负电荷的 自由电子所组成,整体的正负电荷数值仍然 相等,因此称为等离子体。广义的讲它是包 含等量高密度正、负带电粒子的物质体。

等离子体技术在工业研究中的应用

等离子体技术在工业研究中的应用

等离子体技术在工业研究中的应用等离子体技术是指高温等离子体在各种应用中所涉及的技术。

近年来,等离子体技术被广泛运用在工业研究中,其在材料加工、能源领域、电子游戏以及生物医学等方面表现出色。

在此,本文将重点探讨等离子体在工业研究中的应用。

一、材料加工等离子体在材料加工领域中的应用较为成熟,主要涵盖两个方面,即表面处理和切割。

表面处理主要指利用等离子体的化学反应和离子轰击对材料表面进行改性。

这种处理能够提高材料表面的附着性、耐磨性等性能。

切割则是指利用等离子体喷射的高能流对金属材料进行切割。

与传统的切割工艺相比,等离子体切割更安全、更可靠,且不会对环境造成污染。

目前,等离子体在汽车制造、航空航天、生物材料等领域的应用越来越广泛。

二、能源领域等离子体技术在能源领域中的应用主要涵盖等离子体聚变和等离子体发电两个方面。

等离子体聚变是指利用其高能碰撞实现可以释放大量能量的核聚变反应,同时释放出的能量不会产生二氧化碳等对环境有害的气体。

基于这一特点,等离子体聚变被誉为是清洁能源领域非常具有潜力的发展方向。

等离子体发电则是指将等离子体通过磁场等手段进行控制,最终将其转化为电能。

这种技术能够克服传统发电方式中的各种问题,如污染、燃料限制、能源浪费等。

目前,等离子体技术在能源领域中的研究尚处于探索阶段,但是其发展前景广阔。

三、电子游戏等离子体技术在电子游戏领域中的应用主要指等离子体显示技术。

传统的液晶显示器有许多缺陷和局限,如视角范围狭窄、对黑色的显示效果较差等,这些问题可以通过等离子体显示器得到有效解决。

等离子体显示器依靠等离子体放电的方式将气体电离,从而产生气体放电发光,其不同于液晶显示器的点阵式显示,而采用自发辐射的形式进行显示。

因此,等离子体显示器可以实现广泛的颜色显示,能够在宽阔的视角范围内获得高质量的显示效果。

四、生物医学等离子体技术在生物医学中的应用涉及到等离子体杀菌、等离子体生物检测等领域。

等离子体杀菌是指利用等离子体的化学反应和离子轰击对病菌进行杀灭的操作。

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等离子体加工技术摘要随着科学技术的不断发展,工业需求的不断提高,各种高新设备应运而生,然而要加工这些设备就要使用更先进的加工技术。

而等离子体加工技术就是一种不断发展的新型加工技术。

本文简要介绍了工业用等离子体的分类及等离子体加工技术涉及的科学工程问题。

围绕材料添加与去除加工,讨论了等离子体喷涂、增强沉积、离子去除等若干典型加工工艺的技术发展和应用情况,并对一些工艺中出现的现象以及某待深入研究的潜在科学问题进行了举例说明。

关键词:等离些有子体;加工;等离子体喷涂;等离子体聚合AbstractWith the continuous development of science and technology,increasing industrial demand,a variety of high-tech equipment came into being,however, to the processing of these devices is necessary to use more advanced processing technology.The plasma processing technology is a continuous development of new processing technology.This article briefly describes the classification of industrial plasma and plasma processing technology involved in scientific engineering problems.Adding and removing surrounding material processing,Discusses the plasma spraying, enhanced deposition, ion removal, etc. Several typical processing technology development and application,And some of the processes the phenomenon appears to be in-depth study as well as some of the potentialscientific issues illustrate.Key words: Plasma;Machining;Plasma spraying;Plasma polymerization引言随着科学与工程技术的迅速发展,对新材料、新结构、新工艺的要求日益迫切。

人们不仅要对材料的表面性能进行改进,而且还要了解元素(原子)的相互作用,新相的形成,亚稳态、非晶态的形成等机制;对一些结构器件的要求已达到了μm、nm 量级。

在实现这些要求的过程中,作为特种加工手段之一的等离子体加工工艺的应用越来越广泛,实际上,等离子体之所以成为现代制造技术的重要手段之一,是由其能量状态决定的。

物体由固体到等离子体态的转化过程中,都伴随有足够能量的输入。

所以作为一种物质形态的等离子体具有最高的能量状态,为现代材料加工提供了巨大潜力。

1. 等离子体制造(加工)技术简介等离子体的分类有多种方法,但在工业上用的等离子体通常按温度分类见表1[1],用的较多的是非平衡等离子体和热能离子体中的低温等离子体。

一般情况下,低温热等离子体比非平衡的等离子体的压力高。

实际上,也正是它们的工作压力不同,使它们的作用机理发生了变化。

低气压时,粒子间的碰撞频率较低,主要作用是带电粒子与被处理材料之间发生的物理过程。

随着压力的增加,碰撞次数增加,化学过程开始充当主要角色。

当压力进一步增加达到1×105Pa 左右时,等离子体变得更象一个热源,很多场合代替了燃烧。

此时,离子与电子的温度趋于大致接近,其密度比非平衡类型的等离子体要高。

2 与等离子体制造有关的现代制造技术范畴等离子体加工与现代制造技术关系日益密切。

可以说已经涉及或渗透到几乎所有现代工业制造领域。

从精密的微纳加工到大功率的金属冶炼以及废物处理,等离子体的高能量特点都发挥着其固有优势,而且有些方面已经成为不可或缺的技术手段。

如在MEMS 加工领域,传统加工手段几乎是无能为力的。

目前工业上对低温热等离子体的应用主要有以下几个方面:抗腐蚀、耐磨及其它性能的表面涂层;新化学制品和新材料的研制;金属的精炼高性能陶瓷;焊接、切割;有害废物的处理;磁流体发电。

非平衡等离子的应用有以下几个方面:聚合物薄膜;磁记录介质;半导体集成电路及其他电子器件的生产;刀具、模具及工业金属的硬化;精密加工。

3 等离子体加工涉及的工程技术与科学问题等离子体加工技术涵盖了大范围的制造领域,其结果必然使该技术涉及到深入的科学问题与广泛的工程问题。

从加工设备——等离子体源的产生,到过程监控——等离子体诊断,到最终的加工对象属性——等离子体与物质的相互作用等,均将涉及多个专业或它们的相互交叉。

由图3 [3]可以看出这一领域牵涉的科工程问题的丰富性。

4 等离子体加工若干领域简介4.1 等离子喷涂技术喷涂技术是等离子体加工领域应用最早、成熟度最高的技术之一,属于増材加工范畴,在汽车、航空航天、化工等行业均有应用。

由于等离子弧焰温度高(约20000K),几乎所有能够熔化而不分解的材料均能制成涂层。

例如一些飞行器的零件就是用等离子喷涂(低压LPPS 或大气APS)不同材料获得各种涂层来实现抗腐蚀和耐热的功能(如航空发动机上的热障涂层、封严涂层等等)。

然而,尽管等离子喷涂技术已有40多年的发展历史且取得了很大的成就,但对这一认识的过程仍很粗浅。

到目前为止在所得涂层的性能、质量与可控制的喷涂参数之间还没有一个确切的函数关系。

工业生产上的应用仍是主要根据经验进行喷涂工艺试验,取得优化参数。

4.1.1 轴向送粉技术以及层流等离子体喷涂是该领域近几年出现的新趋势。

轴向送粉是对传统旁侧送粉方式的改进。

传统的等离子喷涂粉末是从弧焰旁侧送入的,只有那些粒度合适的颗粒才能被很好地加热和加速。

这一现象无疑对喷涂是不利的。

而轴向送粉通过对喷枪结构的巧妙设计,使粉末直接送入弧焰中心,其加速和熔化程度得到了彻底的改善,喷涂速度和沉积效率大大提高,且避免了易氧化粉末的氧化(在弧焰中心被工作气体包围,基本不与空气接触),是送粉技术的一大进步。

目前世界上从事轴向送粉技术研究的有加拿大、日本等国的相关企业与机构,北京航空制造工程研究所也对该技术进行着探索性研究。

4.2 等离子体源离子注入与增强沉积离子注入表面改性已有约30多年的历史,最早以束线注入为主。

但很多场合,对具有一定厚度的涂层或薄膜的需求更为迫切。

由于离子轰击可有效改善沉积薄膜与基体的结合状况,因此注入与沉积两种技术自然而然地被人们有机地结合在一起,出现了增强沉积技术。

尤其是等离子体浸没离子注入在20 世纪80 年代提出来以后,很快出现了等离子体源离子注入与沉积技术的出现既弥补了单纯注入改性层太薄的不足,又改进了普通沉积工艺结合不良的缺点。

目前该技术已进入实用阶段。

随着工件偏压方式的改进,工艺灵活性大大增强。

图6 显示了高压脉冲与直流偏压及其复合后的工艺示意图。

北京航空制造工程研究所高能束流实验室最早开发研制了此种复合偏压技术,目前已在典型精密零件上进行了小规模应用试验,取得了较为理想的效果。

该技术是把工件直接放入已形成的等离子体中,并对其加上负高压脉冲与直流的复合偏压。

按偏压的不同作用形式,可以在同一个真空周期内分别进行注入、沉积或同时进行注入与沉积,对增加工艺灵活性十分有利。

4.3 等离子体材料去除材料去除是“加工”概念的主要内涵之一。

集成电路制造工艺中,离子刻蚀一直是重要的加工工序。

随着制造技术的不断发展,非传统材料去除工艺的应用越来越广泛。

电子束、激光束及等离子体等不同的能量方式给人们提供了丰富的加工手段。

由于各种能量形式与材料的作用方式不同,加工机理、设备、对象、成本等问题均有很大区别。

如激光束加工、电火花、电子束加工等离子体束加工等工艺,表面温度很高,可达10000-30000K 范围。

而离子束刻蚀以及聚焦离子束加工,则很少超过400K。

表2 [4]列出了几种加工技术的加工机理与典型的功率密度。

近几年发展较快的是聚焦离子束,尤其是在精密加工刀具的加工方面显出了较强优势。

因其能量集中,所以对窄、尖区域的加工具有得天独厚的优点。

如前面所述,离子束加工需要耗费大的能量,因此完全用聚焦离子束加工出一个刀具是难以实现的。

如与激光加工结合起来,则可为工业服务。

5 等离子体聚合简介等离子聚合工艺与PACVD 很相似,但它们区别在于:等离子聚合更侧重于有机从材料的沉积,而且这种有机材料在性质上是可聚合的。

这种方法形成的聚合物常是高度交叉连接的,且可形成用其他方法不能得到的高质量薄膜。

其基本过程包括初始激发、表面吸附、非均匀生长、最后聚合等阶段。

初始气体被激励活化后,生成有机物单体和气相自由基,这些衍生相吸附在固体表面时,形成表面自由基,亦即在基体表面生成了聚合反应所必须的“核”。

接着以这些核为基础,衍生单体与气相自由基在等离子气氛中在基体表面上不断聚合生长,最后生成大分子量的聚合薄膜。

等离子聚合过程对能量、压力、初始气体及相对含量的要求比较严格,其装置与其他沉积过程的反应器往往有较大差别。

利用等离子体聚合技术可在工件表面制备光刻胶聚合物薄膜,代替传统的湿法涂胶工艺。

还可制备特殊电学和光学特性的有机薄膜和金属有机薄膜,是一项有广阔应用前景的领域。

6.待研究问题尽管等离子体加工技术日益广泛,但人们对其涉及的一些科学问题及现象的认识仍然很肤浅。

如快速流动的等离子流在固壁附近的反射行为;一定角度的荷能粒子流与材料表面附着行为等,与最终工艺质量、效率均有着密切的联系。

在技术的初期阶段,这些问题可以被笼统地归入“过程黑盒子”里,而首先只注重最终结果。

而当人们追求高质量的过程监控时,则必须打开“黑盒子”而进行深入细致的研究。

在一些瞬时特征突出工艺中,瞬间等离子体的行为也很值得关注。

如激光冲级强化过程产生并直接发挥作用激光诱导等离子体,其等离子体密度、温度、输运方向等问题还有待进一步系统诊断、研究。

连续激光焊、脉冲激光焊等工艺中也有类似问题。

7 结束语随着现代制造技术的不断发展,等离子体加工技术的应用日益普遍,其地位也日益显著。

因为此类过程的复杂性及学科交叉性,要求从事该领域的研究人员具有扎实的物理、化学、数学基础和相应的工程技术知识。

另外,要使这些技术真正成功应用,首先,工艺必须是成熟的;其次,必须准确地进行经济效益分析。

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