等離子處理
等離子又名電漿,是由帶正電的正粒子、負粒子(其中包括正離子,負離子、電子、自由基和各類活性基團等)組成的集合體,其中正電荷和負電荷電量相等故稱等離子體,是除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外物質存在的第四態(tài)—等離子態(tài)。
等離子表面處理器由等離子發(fā)生器,氣體輸送管路及等離子噴頭等部分組成,等離子發(fā)生器產(chǎn)生高壓高頻能量在噴嘴鋼管中被激活和被控制的輝光放電中產(chǎn)生低溫等離子體,借助壓縮空氣將等離子噴向工件表面,當?shù)入x子體和被處理物體表面相遇時,產(chǎn)生了物體變化和化學反應。表面得到了清潔,去除了碳化氫類污物,如油脂,輔助添加劑等,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團(羥基、羧基),這些基團對各類涂敷材料具有促進其粘合的作用,在粘合和油漆應用時得到了優(yōu)化。在同樣效果下,應用等離子體處理表面可以得到非常薄的高張力涂層表面,有利于粘結、涂覆和印刷。不需其他機器、化學處理等強烈作用成份來增加粘合性。按接電方法不同,等離子弧有三種形式:
①非轉移?。褐冈陉帢O和噴嘴之間所產(chǎn)生的等離子弧。這種情況正極接在噴嘴上,工件不帶電,在陰極和噴嘴的內(nèi)壁之間產(chǎn)生電弧,工作氣體通過陰極和噴嘴之間的電弧而被加熱,造成全部或部分電離,然后由噴嘴噴出形成等離子火焰(或叫等離子射流)。
等粒子噴涂采用的就是這類等離子弧。
②轉移?。弘娀‰x開噴槍轉移到被加工零件上的等離子弧。這種情況噴嘴不接電源,工件接正極,電弧飛越噴槍的陰極和陽極(工件)之間,工作氣體圍繞著電弧送入,然后從噴嘴噴出。
等離子切割,等離子弧焊接,等離子弧冶煉使用的是這類等離子弧。
③聯(lián)合弧:非轉移弧引燃轉移弧并加熱金屬粉末,轉移弧加熱工件使其表面產(chǎn)生熔池。這種情況噴嘴,工件均接在正極。1.表面等離子體波是在兩種界面附近存在的波,界面兩側的折射率分布對場分布有很大的影響,利用這一點能夠進行傳感。目前利用Kretschmann結構進行生物傳感的技術已經(jīng)得到了極大的發(fā)展,這種傳感技術結構簡單,靈敏度高,檢測過程中無需標記物,可實時監(jiān)測樣品結合過程,傳感芯片可重復利用,響應速度快等諸多特點。目前該技術可用于氣體、
液體和有機薄膜等分析,目前主要用于生命科學和化學領域。目前市場上主要產(chǎn)品有瑞典Biocore AB公司生產(chǎn)的Biocore 3000等。
表面等離子體技術應用
2.表面等離子體波具有局域分布的特性,而且其分布深度可小于波長量級,突破衍射極限,使得表面等離子體波能夠應用于制作亞波長量級的光電子器件的生產(chǎn),有利用光電子集成器件的制作。例如:可以制作亞波長量級的波導,亞波長量級的布拉克反射鏡,亞波長量級的透鏡等。由于能夠突破極限,所以能夠應用表面等離子體效應來做近場顯微鏡,做曝光等等。
3.表面等離子體波在太陽能電池和LED等新型能源相關器件方面的應用。目前可以在太陽能電池上利用表面等離子體效應來提高太陽能電池的光電轉換效率,同樣也可以在LED上應用表面等離子體效應提高其出光效率。如果能研制出商業(yè)化的產(chǎn)品,那么對于解決人類的能源問題,表面等離子體波也能貢獻自己的一份力量。