plazma

Upit pružatelju usluge

Plasma

U samo dva desetljeća, plazmenski procesi postali su svestran alat za industrijsku primjenu u brojnim sektorima i tehnološkim područjima, koriste se za širok raspon zadataka u obradi površina, čišćenje i premazivanje, kao i aktivacija plastike, graviranje poluvodičkih struktura i još mnogo toga.

Plasma je, prema definiciji, djelomično ionizirani plin, koji se često naziva četvrtim agregatnim stanjem tvari. Fenomeni poput munja ili sjevernih svjetala (aurora borealis) prirodne su plazme. Tehnički, mogu se generirati primjenom električnih polja.

Plazme su od posebnog interesa zbog svojih fizikalnih i kemijskih svojstava. One generiraju visoko uzbuđene čestice i radikale koji mogu pokrenuti kemijske reakcije koje ne bi bile moguće pod normalnim uvjetima. Istovremeno se temperatura obrađenih radnih komada može održavati vrlo niskom.

Visoko ubrzane ione u plazmi omogućuju primjene kao što je raspršivanje.

Zahvaljujući svim tim fizikalnim i kemijskim svojstvima, plazma igra tako iznimnu ulogu u znanosti i industrijskoj tehnologiji.

Aktivacija plazme

Aktivacija plastičnih površina specifična je primjena plazemske tehnologije. U tom kontekstu, aktivacija se odnosi na povećanje površinske energije, što rezultira poboljšanim svojstvima prianjanja i, posljedično, vlažnošću. Kut kontakta kapljice na plastičnoj površini uobičajena je mjera prianjanja.

U mnogim slučajevima polimeri imaju nisku površinsku energiju ili su hidrofobni, što može, na primjer, uzrokovati probleme pri korištenju boja na bazi vode. Stoga ih je potrebno modificirati prije bojenja ili tiskanja. Plasma se pokazala kao vrlo učinkovito sredstvo za postizanje toga. Plazmatska aktivacija stoga služi kao alternativa konvencionalnim promotorima prianjanja.

Štoviše, praktički ne postoje ograničenja u pogledu geometrije obradaka ili vrste polimera, budući da temperatura tijekom procesa ne raste značajno. Osim toga, topografija plastike ostaje praktički nepromijenjena; modificirani su samo najgornji monoslojevi.

Za procese aktivacije plazma obično sadrži kisik, iako se ponekad koristi dušik ili amonijak. Kada se koristi kisik, polimere je moguće modificirati na način da se na površini formiraju hidroksilne, karboksilne ili peroksidne skupine. S druge strane, ako se koristi dušik ili amonijak, to rezultira amin ili imin skupinama, koje također mogu biti zanimljive za određene primjene. Te polarne, hidrofilne skupine poboljšavaju vlačnost površine. Procesi aktivacije općenito traju samo nekoliko sekundi. Nakon aktivacije, obradci su spremni za daljnju obradu, koja je čak moguća unutar istog plazmatskog sustava.

Tipična primjena ovog utvrđenog procesa je predtretman plastičnih dijelova u automobilskoj industriji, kao što su branici koji se trebaju bojati.

Neke prednosti na prvi pogled

Proces

Vrlo dobra adhezija
Poboljšana homogenost
Visoka stabilnost procesa
Jednostavna kontrola procesa
Pogodno za temperaturno osjetljive materijale

Isplativost

Nema troškova odlaganja
Nije potreban postupak sušenja
Niska potrošnja plazmatskih plinova
Nije potreban temeljni premaz

Ekološka učinkovitost

Bez otapala
Nema opasnog otpada
Integrirana kompatibilnost s okolišem

Plasma čišćenje

Čišćenje površina jedna je od primjena koje nudi plazemska tehnologija. Za tu svrhu koriste se različite metode generiranja plazme. Najčešće su primjena visokofrekventnih izmjeničnih napona (40 kHz ili 13,56 MHz) i uzbuđenje mikrovalima. Tipične plinske smjese sadrže kisik, argon, a u nekim slučajevima i vodik i tetrafluorid ugljika (_CF₄). Smjesa ovisi o specifičnim zahtjevima procesa čišćenja, koji se određuju vrstom kontaminacije i materijalom koji se obrađuje.

Gotovo da nema ograničenja u pogledu materijala koji se čisti. Stoga se termolabilne plastike mogu obrađivati jednako učinkovito kao i metal, staklo i keramika. Međutim, plazmeni sustav uvijek se mora prilagoditi određenom zadatku.

Ovisno o plinskoj smjesi, plazma djeluje kao oksidirajući ili reducirajući agens. Oksidirajuće plazme su pogodne za uklanjanje organskih nečistoća (ulja, masti), dok su reducirajuće plazme prikladnije za neorganske naslage (poput metalnih oksida).

Gotovo svaka površina se kontaminira tijekom različitih faza proizvodnje. Obrađeni dijelovi moraju se očistiti prije daljnjih postupaka obrade, kao što su bojanje, stvrdnjavanje ili brtvljenje.
Plasma čišćenje najbolji je način za postizanje apsolutno čistih, bezmasnih površina.

Konvencionalne metode čišćenja često uključuju mokre kemijske procese i sadrže ugljikovodike (HC), klorirane ugljikovodike (CHC) ili agresivna sredstva za pranje otopljena u vodi. Svi ti agensi predstavljaju problem za okoliš i tijekom uporabe i pri odlaganju. Smanjenje otpada postiže se takozvanim rješenjima na kraju procesa, što podrazumijeva dodatne troškove.

Za razliku od mokrog kemijskog čišćenja, plazma čišćenje ispunjava zahtjeve za integriranu zaštitu okoliša.

Da bi se razumjelo kako plazma čišćenje djeluje, potrebno je ispitati mikroskopski malu površinu. Što se događa odmah na površini i na njoj?

U slučaju organske kontaminacije, plazmatski plin sadrži kisik i argon. Proces čišćenja je zbroj dva procesa: jednog fizičkog i jednog kemijskog.

Fizičko:
Kada se obradak postavi na katodu ili poveže s njom kao katoda, pozitivni ioni iz plazme ubrzavaju se prema njemu zbog primijenjenog električnog polja. Pri sudaru, ioni odvajaju atome i molekule s površine izravnim prijenosom količine gibanja. Taj se proces može opisati kao "bilijar s atomima".

Kemijsko:
Uzbuđeni kisik i kisikovi ioni reagiraju s ugljikovodicima i stvaraju ugljični dioksid i vodu. Točna jednadžba reakcije je sljedeća:

Na taj način se ugljikovodici pretvaraju u relativno bezopasne kemijske spojeve. Proizvodi nepotpunog izgaranja, ako su prisutni, mogu se lako filtrirati iz ispušnih plinova pomoću filtara s aktivnim ugljikom.

Pročišćavanje plazmom nudi niz značajnih prednosti u pogledu procesa, isplativosti, utjecaja na okoliš i zaštite na radu:

Proces

Visoka učinkovitost odmašćivanja
Visoka učinkovitost razgradnje
Dobra priprema za daljnje plazmatske procese, kao što je premazivanje
Visoka stabilnost
Jednostavna kontrola procesa
Pogodno za temperaturno osjetljive materijale

Isplativost

Nema troškova odlaganja
Nije potreban postupak sušenja
Niska potrošnja plazmatskih plinova

Ekološke prednosti

Bez otapala
Nema opasnog otpada
Minimalni zahtjevi za odlaganje
Integrirana zaštita okoliša

Upit pružatelju usluge

Kategoriji
Nudimo

Zemlja
Njemačka