完整版低溫等離子體

1、什么是低溫等離子體？ 冰升溫至0會變成水，如繼續(xù)使溫度升至100，那么水就會沸騰成為水蒸氣。隨著溫度的上升，物質的存在狀態(tài)一般會呈現出固態(tài)液態(tài)氣態(tài)三種物態(tài)的轉化過程，我們把這三種基本形態(tài)稱為物質的三態(tài)。那么對于氣態(tài)物質，溫度升至幾千度時，將會有什么新變化呢? 由于物質分子熱運動加劇，相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離，這樣物質就變成由自由運動并相互作用的正離子和電子組成的混合物（蠟燭的火焰就處于這種狀態(tài)）。我們把物質的這種存在狀態(tài)稱為物質的第四態(tài)，即等離子體(plasma)。因為電離過程中正離子和電子總是成對出現，所以等離子體中正離子和電子的總數大致相等，總體來看為準電中性。反過來，我們可以把

2、等離子體定義為：正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。 從剛才提到的微弱的蠟燭火焰，我們可以看到等離子體的存在，而夜空中的滿天星斗又都是高溫的完全電離等離子體。據印度天體物理學家沙哈(MSaha，1893-1956)的計算，宇宙中的99.9%的物質處于等離子體狀態(tài)。而我們居住的地球倒是例外的溫度較低的星球。此外，對于自然界中的等離子體，我們還可以列舉太陽、電離層、極光、雷電等。在人工生成等離子體的方法中，氣體放電法比加熱的辦法更加簡便高效，諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊、電暈放電等等。在自然和人工生成的各種主要類型的等離子體的密度和溫度的數值，其密度為10（單6位：個m）的稀薄星際等離子體到密度為

3、10的電弧放電等離子體，跨越近20253個數量級。其溫度分布范圍則從100K的低溫到超高溫核聚變等離子體的10-10K98（1-10億度）。 溫度軸的單位eV(electron volt)是等離子體領域中常用的溫度單位，1eV=11600K。 通常，等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團)等三種粒子。設它們的密度分別為ne,ni,nn，由于準電中性，所以電離前氣體分子密度為nenn。于是，我們定義電離度=ne/(ne+nn)，以此來衡量等離子體的電離程度。日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是100%，像這樣=1的等離子體稱為完全電離等離子體。電離度大

4、于1%(10)-2的稱為強電離等離子體，像火焰中的等離子體大部分是中性粒子(Ti , TeTn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(cold plasma)。當然，即使是在高氣壓下，低溫等離子體還可以通過不產生熱效應的短脈沖放電模式即電暈放電（corona discharge)或電弧滑動噴射式放電來生成。大氣壓下的輝光放電技術目前也已成為世界各國的研究熱點?？僧a生大氣壓非平衡態(tài)等離子體的機理尚不清楚，在高氣壓下等離子體的輸運特性的研究也剛剛起步，現已形成新的研究熱點。 低溫等離子體的產生方法 1. 輝光放電 2. 電暈放電 3. 介質阻擋放電 4. 射頻電暈放電 5. 滑動電弧放電 大氣壓輝

5、光放電技術 6.次大氣壓輝光放電技術 7. 輝光放電(Glow Discharge) 輝光放電屬于低氣壓放電(low pressure discharge)，工作壓力一般都低于10mbar，其構造是在封閉的容器內放置兩個平行的電極板，利用電子將中性原子和分子激發(fā)，當粒子由激發(fā)態(tài)(excited state)降回至基態(tài)(ground state)時會以光的形式釋放出能量。電源可以為直流電源也可以是交流電源。每種氣體都有其典型的輝光放電顏色(如下表所示)，熒光燈的發(fā)光即為輝光放電。因此，實驗時若發(fā)現等離子的顏色有誤，通常代表氣體的純度有問題，一般為漏氣所至。工業(yè)應用難但因其受低氣壓的限制，輝光放電

6、是化學等離子體實驗的重要工具，目前的應用范圍于連續(xù)化生產且應用成本高昂，而無法廣泛應用于工業(yè)制造中。 僅局限于實驗室、燈光照明產品和半導體工業(yè)等。 部分氣體輝光放電的顏色 Positive ColumnNegative GlowGasCathode LayerHe red pink Red-pink red-brown orange Ne (neon) yellow dark-red pink Ar dark-blue blue-purple - green Kr white-green - Xe orange-green pink Hthin-blue red-brown 2red-yell

7、ow blue pink N2red-yellow yellow-white Ored 2red-yellow pink Air blue 部分氣體的輝光放電實例 電暈放電(Corona Discharge) 輝光放電只能在低氣壓下工作，而電暈放電可以在大氣壓下工作，但需要足夠高的電壓以增加電暈部位的電場。一般在高壓和強電場的工作條件下，不 容易獲得穩(wěn)定的電暈放電，亦容易產生局部的電弧放電(asymmetric)。為提高穩(wěn)定性可將反應器做成非對稱(arc)電暈放電反應器的設計主要參考電源的性質而有所（如下圖所示）。的電極形式電暈放電。由于電corona)(DC corona)和脈沖式(puls

8、ed 不同，有直流電暈放電 能量低、放電的能量不均勻，通常應用范圍僅局限于實驗室。暈放電的范圍小、 介質阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge, DBD) 介質阻擋放電(DBD)是有絕緣介質插入放電空間的一種非平衡態(tài)氣體放電又稱介質阻擋電暈放電或無聲放電。介質阻擋放電能夠在高氣壓和很寬的頻率范圍內工作，通常的工作氣壓為1010。電源頻率可從50Hz至1MHz。電極結64構的設計形式多種多樣。在兩個放電電極之間充滿某種工作氣體,并將其中一個或兩個電極用絕緣介質覆蓋,也可以將介質直接懸掛在放電空間或采用顆粒狀的介質填充其中，當兩電極間施加足夠高的交流電壓時，電極間的氣體

9、會被擊穿而產生放電，即產生了介質阻擋放電。在實際應用中，管線式的電極結構被廣泛的應用于各種化學反應器中，而平板式電極結構則被廣泛的應用于工業(yè)中的高分子和金屬薄膜及板材的改性、接枝、表面張力的提高、清洗和親水改性中。 常用結構(DBD)介質阻擋放電 介質阻擋放電通常是由正弦波型(sinusoidal)、交流(alternating current, AC)和高壓電源驅動，隨著供給電壓的升高，系統(tǒng)中反應氣體的狀態(tài)會經歷三個階段的變化，即會由絕緣狀態(tài)(insulation)逐漸至擊穿(breakdown)最后發(fā)生放電。當供給的電壓比較低時，雖然有些氣體會有一些電離和游離擴散，但因含量太少電流太小，不

10、足以使反應區(qū)內的氣體出現等離子體反應，此時的電流為零。隨著供給電壓的逐漸提高，反應區(qū)域中的電子也隨之增加，但未達到反應氣體的擊穿電壓(breakdown voltage; avalanche voltage)時，兩電極間的電場比較低無法提供電子足夠的能量使氣體分子進行非彈性碰撞，缺乏非彈性碰撞的結果導致電子數不能大量增加，因此，反應氣體仍然為絕緣狀態(tài)，無法產生放電，此時的電流隨著電極施加的電壓提高而略有增加，但幾乎為零。若繼續(xù)提高供給電壓，當兩電極間的電場大到足夠使氣體分子進行非彈性碰撞時，氣體將因為離子化的非彈性碰撞而大量增加，當空間中的電子密度高于一臨界值時及帕邢(Paschen)擊穿電壓

11、時，便產生許多微放電絲(microdischarge)導通在兩極之間，同時系統(tǒng)中可明顯觀察到發(fā)光(luminous)的現象此時，電流會隨著施加的電壓提高而迅速增加。 在介質阻擋放電中，當擊穿電壓超過帕邢(Paschen)擊穿電壓時，大量隨機分布的微放電就會出現在間隙中，這種放電的外觀特征遠看貌似低氣壓下的輝光放電，發(fā)出接近蘭色的光。近看，則由大量呈現細絲狀的細微快脈沖放電構成。只要電極間的氣隙均勻，則放電是均勻、漫散和穩(wěn)定的。這些微放電是由大量快脈沖電流細絲組成，而每個電流細絲在放電空間和時間上都是無規(guī)則分布的，放電通道基本為圓柱狀，其半徑約為0.10.3mm，放電持續(xù)時間極短，約為10100

12、ns，但電流密度卻可高達0.11kA/cm，每個電流細絲就是一個微放電，2在介質表面上擴散成表面放電，并呈現為明亮的斑點。這些宏觀特征會隨著電極間所加的功率、頻率和介質的不同而有所改變。如用雙介質并施加足夠的功率時，電暈放電會表現出無絲狀、均勻的蘭色放電，看上去像輝光放電但卻不是輝光放電。這種宏觀效應可通過透明電極或電極間的氣隙直接在實驗中觀察到。 雖然介質阻擋放電已被開發(fā)和廣泛的應用，可對它的理論研究還只是近20年來的事，而且僅限于對微放電或對整個放電過程某個局部進行較為詳盡的討論，并沒有一種能夠適用于各種情況DBD的理論。其原因在于各種DBD的工作條件大不相同，且放電過程中既有物理過程，又

13、有化學過程，相互影響，從最終結果很難斷定中間發(fā)生的具體過程。 由于DBD在產生的放電過程中會產生大量的自由基和準分子，如OH、O、NO分子或其它自由基發(fā)生反應很容易和其它原子、它們的化學性質非常活躍，等，在環(huán)保而形成穩(wěn)定的原子或分子。因而可利用這些自由基的特性來處理VOCs它們能發(fā)射窄利用DBD可制成準分子輻射光源，方面也有很重要的價值。另外，帶輻射，其波長覆蓋紅外、紫外和可見光等光譜區(qū)，且不產生輻射的自吸收，它采用管線式的電極結構在DBD電極結構中，是一種高效率、高強度的單色光源。 DBD的研究與應用。還可制成臭氧O發(fā)生器?，F在人們已越來越重視對3 實例介質阻擋放電(DBD) (kV/mm)

14、介電系數 物 質絕緣強度Infinity 1.00000 Vacuum 0.8 1.00054 Air 90 2.7 Amber 12 4.8 Bakelite 8 3.8 Fused Quartz 12 6.9 Neoprene 14 3.4 Nylon 14 Paper 3.5 50 Polyethylene 2.3 25 2.6 Polystyrene 4 6.5 Porcelain 12 Pyranol Oil 4.5 13 Pyrex Glass 4.5 160 Ruby Mica 5.4 15 Silicone Oil 2.5 8 Strontium Titanate 233 60

15、 2.1 Teflon 6 Titanium Dioxide 100 - Water (20) 80.4 -78.5)Water (25 常見物質的介電系數和絕緣強度 Corona Discharge) Radio Frequency Single Electrode 射頻單電極電暈放電（射頻單電極電暈放電是介于電暈放電和介質阻擋放電兩者之間的一種 其原理可用電暈放電來解特殊形式。只是將另一電極移至無窮遠處而釋，由于射頻單電極電暈只有一個電極。并且可以在大氣放電只有一個電極，只要有足夠高的電壓和頻壓下工作，即可獲得穩(wěn)定的大范圍的電暈放率，由于射頻單電極電暈放電的能量電，現在已經被應用高、放電的

16、范圍大，于材料的表面處理和有毒廢物清除 和裂解中。 滑動電弧放電(Glide Arc Discharge or Plasma Arc)下圖滑動電弧放電等離子體通常應用于材料的表面處理和有毒廢物清除和裂解。電源在兩電極上施加高壓中的滑動電弧由一對像圖中所示的延伸弧形電極構成。一旦擊穿發(fā)生電源就以中等電壓引起電極間流動的氣體在電極最窄部分電擊穿。不斷電弧在電極的半橢圓形表面上向右膨脹，提供足以產生強力電弧的大電流，其視覺觀看滑動電弧周而復始。伸長直到不能維持為止。電弧熄滅后重新起弧，但其平均溫度卻比較低即使將餐巾紙放在等離子體放電等離子體就像火焰一般， 焰上也不會燃燒。它又被稱為“索梯”(Jaco

17、gs Ladder)。 電極 等離子體氣流 空氣流 物件 高頻高壓電源 電極 輝光放電區(qū) 滑動電弧放電原理 滑動電弧放電實例 大氣壓下輝光放電技術介紹(APGD) 大氣壓下的電暈放電和介質阻擋放電目前雖然被廣泛地應用于各種無機材料、金屬材料和高分子材料的表面處理中，但卻不能對各種化纖紡織品、毛紡織品、纖維和無紡布等材料進行表面處理。低氣壓下的輝光放電雖然可以處理這些材料，但存在成本、處理效率等問題，目前無法規(guī)模化應用于紡織品的表面處理。長期以來人們一直在努力實現大氣壓下的輝光放電(APGD)，1933年德國的VonEngel等人報道了他們的研究結果即利用裸電極在一個大氣壓下氫氣和空氣中得到直流

18、和交流輝光放電，但放電很不穩(wěn)定，容易從輝光放電過渡到電弧放電。另外，它需要冷卻電極且在低氣壓下點燃，因此仍需要真空系統(tǒng)。從那以后，人們嘗試了許多不同的方法，包括細管放電、多針陰極放電、微空心陰極放電、電阻性電極放電、等離子體陰極放電等，都希望在大氣壓下得到較大體積的均勻放電。自1988年以來，日本的Kanaza-wa，法國的Massines，美國的Roth等研究小組利用介質阻擋平行板電極結構，通過RF放電，先后在多種氣體中(氬氣、氦氣、氦氣和丙酮混合氣)實現了APGD。最有工業(yè)應用價值的是Roth等人的成果，他們在實驗室建了一臺APGD等離子體裝置，實現了氬氣和氦氣的均勻放電，并初步研制成功了

19、空氣中的均勻放電，并獲得了改善聚丙烯膜親水性的結果。目前，國際上對APGD及其等離子體表面處理在工業(yè)上的應用非常感興趣。國內也有一些大學和研究機構正在從事APGD及其應用的研究。由于低溫等離子體在紡織品和薄膜等材料表面改性方面有著誘人的工業(yè)化應用前景，用大氣壓空氣中輝光放電產生低溫等離子體一直是國際學者探尋的研究重點和熱點。2003年，國家自然科學基金委員會將“大氣壓輝光放電”列為國家重點研究項目。由于大氣壓輝功率）頻率、（只要選擇一定的介質阻擋裝置、光放電目前還沒有一個認可標準，許多實驗所看到的放電現象和輝光放電很相似即出現視覺特征上呈現均勻的霧狀放電，而看不到絲狀放電，但這種放電現象還是不

20、屬于輝光放電。 產生大氣壓輝光放電必須同時滿足以下的條件（僅代表科羅納實驗室的討論觀點）： 1. 大氣壓下輝光放電的視覺特征應呈現均勻的霧狀放電，而看不到絲狀放電； 2. 在放電電極結構和條件基本相同的放電裝置中（如頻率、功率、電極面積、介質材料和厚度、放電氣隙、氣氛），放電時電極兩端的電壓，大氣壓下產生輝光放電的電壓要低于（1/21/5）絲狀放電的電壓； 3. 在結構和放電功率基本相同的放電裝置中（如頻率、功率、電極面積、介質材料和厚度、放電氣隙、氣分），用示波器觀察放電的電流波形上疊加的脈沖中，大氣壓下輝光放電疊加的脈沖頻率要高于（2倍）介質阻擋放電疊加的脈沖頻率，大氣壓下輝光放電疊加的脈

21、沖幅度要小于（1/2）介質阻擋放電疊加的脈沖幅度； 4. 將無紡布或紡織布放置在大氣壓下輝光放電的等離子體中處理，不出現點狀擊穿。 次大氣壓下輝光放電技術(HAPGD) 由于大氣壓輝光放電技術目前雖有報道但技術還不成熟，沒有見到可用于工業(yè)生產的設備。而次大氣壓輝光放電技術則已經成熟并被應用于工業(yè)化的生產中。次大氣壓輝光放電可以處理各種材料，成本低、處理的時間短、加入各種氣體的氣氛含量高、功率密度大、處理效率高。可應用于表面聚合、表面接枝、金屬滲氮、冶金、表面催化、化學合成及各種粉、粒、片材料的表面改性和紡織品的表面處理。次大氣壓下輝光放電的視覺特征呈現均勻的霧狀放電；放電時電極兩端的電壓低而功

22、率密度大；處理紡織品和碳纖維等材料時不會出現擊穿和燃燒并且處理溫度接近室溫。次大氣壓輝光放電技術目前可用于低溫材料、生物材料、異型材料的表面親水處理和表面接枝、表面聚合、金屬滲氮、冶金、表面催化、化學合成等工藝。由于是在次大氣壓條件下的輝光放電，處理環(huán)境的氣氛濃度高，電子和離子的能量可達10eV以上。材料批處理的效率要高于低氣壓輝光 （碳）纖維、金屬纖維、微粒、粉末等?？商幚斫饘佟⒎墙饘?、 倍以上。10放電 次大氣壓下輝光放電效果實例 低溫等離子體的應用領域 低溫等離子體物理與技術經歷了一個由60年代初的空間等離子體研究向80年代和90年代以材料為導向研究領域的大轉變，高速發(fā)展的微電子科學、環(huán)

23、境科學、能源與材料科學等，為低溫等離子體科學發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。 現在,低溫等離子體物理與應用已經是一個具有全球影響的重要的科學與工程，對高科技經濟的發(fā)展及傳統(tǒng)工業(yè)的改造有著巨大的影響。例如，1995年全球微電子工業(yè)的銷售額達1400億美元，而三分之一微電子器件設備采用等離子體技術。塑料包裝材料百分之九十都要經過低溫等離子體的表面處理和改性。科學家預測：二十一世紀低溫等離子體科學與技術將會產生突破。據估計，低溫等離子體技術在半導體工業(yè)、聚合物薄膜、材料防腐蝕、等離子體電子學、等離子體合成、等離子體冶金、等離子體煤化工、等離子體三廢處理等領域的潛在市場每年將達一千幾百億美元。 等離子體輔助

24、加工被用來制造特種優(yōu)良性能的新材料、研制新的化學物質和化學過程，加工、改造和精制材料及其表面，具有極其廣泛的工業(yè)應用-從薄膜沉積、等離子體聚合、微電路制造到焊接、工具硬化、超微粉的合成、等離子體噴涂、等離子體冶金、等離子體化工、微波源。等離子體輔助加工已開辟的和潛在的應用領域包括： 半導體集成電路及其它微電子設備的制造 工具、模具及工程金屬的硬化藥品的生物相溶性包裝材料的制備 表面防蝕及其它薄層的沉積 特殊陶瓷（包括超導材料） 新的化學物質及材料的制造 金屬的提煉 聚合物薄膜的印刷和制備 有害廢物的處理 焊接 磁記錄材料和光學波導材料 精細加工 照明及顯示 電子電路及等離子體二極管開關 等離子

25、體化工(氫等離子體裂解煤制乙炔、等離子體煤氣化、等離子體裂解重烴、等離子體制炭黑、等離子體制電石等) 對上述某些部分領域的目前潛在市場估計： 半導體工業(yè)約為260億美元 等離子體電子學約為400億美元 工具及模具硬化約為20億美元 作記錄和醫(yī)用聚合物薄膜領域約為幾十億美元的市場 對一些新的有活力的市場估計： 億美元500金屬腐蝕防護約為優(yōu)質陶瓷約為50億美元 在廢物處理、金屬提練、包裝材料及制藥業(yè)中的應用約為幾十億美元市場。 低溫等離子體物理與應用是一個具有全球性影響的重要的科學與工程，對全世界的高科技工業(yè)發(fā)展及許多傳統(tǒng)工業(yè)的改造都有著直接的影響，二十一世紀初等離子體輔助加工會產生重要的突破，

26、而這些突破對高科技產業(yè)的保護及提高其在市場中的地位將是極為重要的，例如近十年來，低溫等離子體的物理研究和技術應用在很多方面有了突破性的進展，最有代表性的是微電子工業(yè)等離子體的應用。1995年的微電子工業(yè)的全球銷售額已達1400億美元，其中三分之一的微電子器件的設備是采取等離子體技術。以奔騰芯片為代表的半導體微處理器的復雜生產過程中，三分之一是與等離子體有關的?，F代塑料包裝產品中的印刷、復合、涂布等工藝百分之九十都依賴低溫等離子體的處理。 固體材料的表面張力 Surface Energy Material (dynes/cm) 表面張 英文名稱中文名稱 力 16 聚六氟丙烯 Polyhexafl

27、uoropropylene 18-20 Polytetrafluoroethylene (PTFE/Teflon) 聚四氟乙烯18-22 聚全氟乙丙烯（F46） Fluorinated ethylene propylene (FEP) 聚三氟乙烯 22 Polytrifluoroethylene Chlorotrifluoroethylene (Aclar) 20-24 三氟氯乙烯Polydimethyl siloxane (silicone elastomer) 硅橡膠22-24 Natural rubber 天然橡膠 24 Paraffin 石蠟 23-25 Polyvinylidene

28、fluoride (PVDF) 25 聚偏氟乙稀Polyvinyl fluoride (PVF/Tedlar) 聚氟乙烯28 Polypropylene (PP) 29-31 聚丙烯Polyethylene (PE) 30-31 聚乙烯Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) 31 聚三氟氯乙烯Poly butylene teraphthalate (PBT) 32 聚丁烯Nylon-11 (polyundecanamide) 33 -11 尼龍Surlyn ionomer 33 離子鍵聚合物樹脂Polystyrene (PS), low ionomer 聚苯乙烯

29、33-35 Polyacrylate (acrylic film) 丙烯酸樹脂35 Tin-plated steel 鍍錫鐵35 聚氯乙烯 Polyvinyl chloride (PVC), plasticized Polyvinyl alcohol (PVOH/PVAL) 聚乙烯醇 Polystyrene (PS), high ionomer 聚苯乙烯聚硫化苯 Polyphenylene sulfide (PPS) Polyvinyl chloride (PVC), rigid 聚氯乙烯 Cellulose acetate (CA) 醋酸纖維 Polyvinylidene chloride

30、(PVDC/Saran) 聚偏二氯乙烯 Polyimide 聚酰亞胺33-38 37 37-38 38 39 39 40 40 41 聚砜 Polysulfone (PSU) 41 Polymethylmethacrylate (PMMA) 有機玻璃 42 尼龍-6（聚已內酰胺） Nylon-6 (polycaprolactam) 聚酯 Polyethylene terephthalate (PET) 41-44 Cellulose (regenerated) 再生） 44 纖維素(Copper 44 銅Aluminum 45 鋁 Iron 46 鐵Nylon 6/6 (polyhexamet

31、hylene adipamide) 46 尼龍 6/6 Polycarbonate (PC) 聚碳酸脂46 Glass, soda lime 47 玻璃，碳酸鈉，石灰Polyphenylene oxide (PPO) 47 聚氧化二甲苯 Styrene butadiene rubber 丁二烯橡膠 苯乙烯48 -Polyethersulfone 50 聚醚碸 各種工藝下高分子材料表面處理所需的表面張力參考值 其它工藝印刷工藝涂覆膠印和 Flexo和 復合工藝:平版印絲印 和膠結凸版印凹版印水 溶 U 水 溶 U 水 溶 U 水 溶 U 水 溶 U 水 溶 U 性 劑 V 性 劑 V 性 劑 V

32、 性 劑 V 性 劑 V 性 劑 V 材料類型印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 印 墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨墨38 36 38 40 37 40 40 37 42 42 38 44 42 38 42 42 38 44 PE 54604445405050464842445046484244545444 38 42 38 42 42 37 40 38 40 40 40 42 38 44 38 36 40 PP 54446054425054484440485046444250454642 38 42 40 38 42 36 40 37 36 40 38 4

33、0 38 42 42 36 38 PVC(*1) 544860504454454440504542524542524844 PET48 42 44 46 40 44 42 42 46 46 42 42 42 46 44 44 42 46 (*2)646555654464564654383542403742403842423842423742423844P544455544544445445403842424042423842424042423844424044PVD554544445445455445403838403838403842423842423842423844P5444555454

34、54454454424040424042423845424046424042423844AB545544544454444455403436403538403842423842423842424042PTF564544443554645554403540403838403840423842423842424042Silicon5564455544445455446 注意： 1. 上表為各種工藝對等離子處理材料表面所需達到的表面張力參考要求值（高品質要求需達到上限參考值）； 2. 上表為理論參考值，由于同一材料因添加劑（增塑劑）成分和數量的差異會有所不同； 3. PE、PP材料包含薄膜和塑料件；

35、 4. PVC中的增塑劑添加較多時需達到上表中的上限參考值； (*1)上沒有涂覆層； PET 5.(*2)6. (塑料薄膜袋)熱封, 熔接, 熔焊時，兩個熔接面的表面張力應接近。 表面張力測試液（3070達因/ 厘米） dynes/cm） 7030Surface Tension Test Fluids（ F：甲酰胺（Formamide, minimum 99.5% pure） 分子式：HCONH 2C：乙二醇乙醚（2-ethoxyethanol, 100% pure） 分子式：CHOCHOH 4252H：水（Water） 分子式：HO 2 表面張力測試液按照體積的百分比混合 Mix Perce

36、ntages by Dyne Level 表面張力 表面張力表面張力 F(vol) C(vol) C(vol) F(vol) F(vol) H(vol) Level Level Level 30 100.0% 0.0% 44 22.0% 78.0% 57 100.0% 0.0% 81.2% 58 97.5% 2.5% 45 18.8% 19.7% 80.3% 31 73.1% 59 17.2%4689.5% 10.5% 82.8% 26.9% 3265.0% 60 15.0% 81.0% 19.0%4785.0% 35.0% 3356.0%34 61 44.0% 13.0%48 73.5% 2

37、6.5% 87.0% 47.0%11.1% 88.9% 62 53.0% 49 65.0% 35.0% 3538.8% 63 9.3% 90.7% 61.2% 57.5%42.5%50 36 30.6% 64 69.4% 7.8% 92.2% 51.5%48.5% 375124.4% 65 75.6% 52 6.3% 46.0%54.0% 3893.7% 53 4.9% 95.1%18.2% 66 41.0% 3959.0%81.8% 54 3.5%86.6% 67 36.5% 63.5% 40 96.5% 13.4%55 688.6% 32.5%67.5% 4191.4% 2.2% 97.8

38、% 56 1.0% 99.0% 6942 28.5% 71.5% 6.1%93.9% 7096.4% 3.6%43 25.3% 74.7% 72 0.0%100%水的表面張力 在25C時，水的表面張力為72dynes/cm 。 但在不同的溫度下它的表面張力也不同。見下圖。我們在使用水作為表面張力檢測液時要注意溫度的影響。 薄膜的處理效率 用相同功率的電暈設備處理不同類型的聚合物薄膜其處理效率的差異是很大的，下圖顯示了不同材料的這種差異。當然，下圖曲線只給出了粗略的概述。最終處理效果還由于聚合物薄膜處理的電暈強度還受到其成分和添加劑的影響， 需要通過測試。厘米，已41-44達因/PET不需處理即

39、可印刷，因為它的表面張力已經達到PE經超過了印刷所需的表面張力，但復合或涂膠還需要經過低強度的電暈處理。材料的表面張力在達則隨著處理強度的提高，表面張力也相應的增加。PP和PS厘米后要再提高其表面張力就很困難了，即使大幅度的提高電暈/40-45到達因材料表面張力的提高也是有限的。當然，如果使用科羅納實PP設備的處理功率 /厘米。70PP驗室的射頻電暈機則可以將和PVC材料的表面張力處理到達因 介質阻擋放電薄膜表面處理系列設備 介質阻擋放電薄膜表面處理系列設備俗稱電暈機、電子沖擊機、電火花機。編織布和紙等金屬薄膜或板材、真空鍍鋁薄膜、可以處理各種類型的塑料薄膜、材料。主要用于吹膜、印刷、復合、涂

40、布、流延、金屬噴涂前的等離子體清洗和 材料表面親水處理等工藝。 處理寬度：塑料10700m（雙面金屬10500m（單面體積200(W)200(H)250(D)mm重量4.5kg ）20%（電源：CTE-1200KAC220V 處理寬度：塑料膜7001000mm（雙面）； 金屬膜3001000mm（單面） 體積：250(W)200(H)360(D)mm 重量：12kg CTE-2000K（20%）電源：AC220V 1300mm（雙面）；處理寬度：塑料膜1000 1100mm（單面）金屬膜400360(D)mm 體積：250(W)200(H)12kg 重量： CTE-3000K20%）AC220

41、V（電源： 分體式電暈處理機 CTE-2000KF/3000KF處理寬度：塑料膜10001600mm（雙面）； 金屬膜10001300mm（單面） 體積：250(W)200(H)360(D)mm 重量：12kg 電源：AC220V（20%） 變壓器箱尺寸：350(W)300(H) 300(D)mm 變壓器箱重量：15kg 5m CTE-4500K/6000K 主機和變壓器之間的連線： 處理寬度：塑料膜12002600mm（雙面）； 金屬膜12002600mm（單面） 體積：250(W)200(H)360(D)mm 重量：12kg 電源：AC220V（20%） 變壓器箱尺寸：350(W)300(

42、H) 300(D)mm 變壓器箱重量：35kg 5m主機和變壓器之間的連線： CTE-8000K處理寬度：塑料膜10003600mm（雙面） 金屬1003600m（單面主機尺寸600(W)1300(H)260(D)mm 主機重量：38kg 變壓器箱尺寸：350(W)300(H)300(D)mm 變壓器箱重量：70kg CTE-12000F 5m主機和變壓器之間的連線： CTE-2000K/3000K掛壁式分體電暈處理機，性能同 CTE-2000KF/3000KF處理寬度：塑料膜100700mm（雙面）； 金屬膜100500mm（單面） 體積：200(W)200(H)250(D)mm 重量：4.

43、5kg 220V 電源：AC60V ZW-1200A 使用簡單一鍵操作處理寬度：塑料膜10001300mm（雙面）； 金屬膜4001100mm（單面） 體積：250(W)200(H)360(D)mm 重量：12kg 電源：AC60V220V ZW-2400A/3600A 使用簡單一鍵操作 高頻電暈機 、硅橡膠等。）、聚氯乙烯(PVC)無紡布、主要用途：處理紡織品、化纖布、聚丙烯（PP、OPP 600mm200（雙面）處理寬度：360(D)mm 體積：250(W)200(H)12kg 重量： 20%）電源：AC220V（ 300(D)mm 350(W)300(H) 變壓器箱尺寸：35kg 變壓器

44、箱重量： 5m主機和變壓器之間的連線： CTE-3000H 處理寬度：塑料膜4001200mm（雙面） 體積：250(W)200(H)360(D)mm 重量：12kg 電源：AC220V（20%） 變壓器箱尺寸：350(W)300(H) 300(D)mm 變壓器箱重量：35kg 5m主機和變壓器之間的連線： CTE-6000H 各種管材內外面高頻電暈處理設備 主要用途：處理各種規(guī)格的管材內壁。如供暖管。 處理直徑：塑料膜2001800mm 體積：250(W)200(H)360(D)mm 重量：12kg 電源：AC220V（20%） 變壓器箱尺寸：350(W)300(H) 300(D)mm 變壓

45、器箱重量：35kg 5m主機和變壓器之間的連線： CTE-6000G 射頻低溫等離子體系列處理設備RF 、PP射頻低溫等離子體其離子和電子的能量可達7-10eV，可以處理聚丙烯（RF、（HIPS)、BOPS）高抗沖聚苯乙烯PO聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）OPP、）、聚甲醛、聚四氟乙烯、乙烯基、尼龍、（硅）、聚氨酯（PUL、聚酯（PET、APETABS金屬薄膜，紙等各種材料制成的二維和三維物體。橡膠、玻璃、有機玻璃、金屬,射頻低溫等離子體處理后其表面張力RF即使是聚四氟乙烯或硅橡膠等極難處理的材料通過 厘米。70達因/也能達到 單電極射頻RF低溫等離子體效果圖 這是單電極

46、輻射式RF射頻低溫等離子體在大氣壓下放射出的線狀柱形低溫等離子體區(qū)。等離子體在電極的34cm區(qū)域呈輻射分布，其形狀可為直線也可為各種曲線。特別適合處理寬度在20cm內的各種中空的二維或三維物體及厚的板材。如：各種化妝品硬包裝、桶、壺、手機鍵盤、機殼、頭盔、準平面、生物材料。 被處理的材料表面光潔無損。 但不適合處理金屬或含有金屬和導體的材料！噴射式RF射頻低溫等離子體效果圖 這是開放式噴射型RF射頻低溫等離子體在大氣壓下噴射出的低溫等離子體流。由于噴射出的等離子體流為開放式，特別適合處理各種三維物體上的孔、槽和凹陷部位。 但不適合處理金屬或含有金屬和導體的材料！ 系列產品主機RFD/FRFD/

47、F系列產品變壓器 RFD/F射頻 低溫等離子體系列產品規(guī)格 1. 型號：RFD-200(射頻單電極輻射式) RFD-200F(射頻噴射式) 2. 電源：AC220V（10%） 3. 電極長度：120mm1000mm(單電極)； 4. 主機尺寸：250(W)200(H)360(D)mm； 5. 主機重量：4kg； 變壓器尺寸：250(W)400(H)300(D)mm；6. ；7. 變壓器箱重量：22kgRFD/F 2m。8. 主機和變壓器之間的連線： 射頻低溫等離子體旋轉處理臺 汽車燈座和PP化妝品聚氨酯橡膠燈罩膠結前包裝盒的玻璃瓶（丙稀酸樹脂）噴各種箱包的印前或膠結前印前處理 的表面處理 涂作色前的等離子處理 印前處理 的處理 隱形眼鏡復合樹脂的表面親水膠的鏡片各種樹脂、塑料、橡膠、各種塑料（密胺）餐具（尼龍）保處理 結面處理 玻璃等板材的表面處理 印刷前的表面處理 玲球表面噴涂或印刷前 的表面處理 滑動電弧放電二維或三維表面處理系列設備 低溫