等離子體是地球上第四態(tài)物質(zhì)，并列于氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。等離子體為部分或全部電離氣體，由帶電離子和自由電子組成的物質(zhì)形態(tài)，其中包括中性和激發(fā)態(tài)原子、分子、電子、中性基團(tuán)、輻射光子、正負(fù)離子、自由基以及活潑性反應(yīng)物質(zhì)。
等離子體表面處理技術(shù)是利用等離子高能粒子與材料表面發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，改變材料表面特性。由于其具有增強(qiáng)界面粘接作用、清潔材料表面、改變體積及形狀等優(yōu)點(diǎn)，引起了科研工作者的廣泛討論與研究。
低溫等離子體材料表面處理優(yōu)點(diǎn)：
等離子體表面處理得到了越來越多關(guān)注和研究，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
a. 環(huán)境方面：等離子體改性為干式改性工藝，與濕法工藝相比，改性過程中無廢料、廢液產(chǎn)生，在節(jié)省能源同時又避免對環(huán)境造成不可逆危害。
b. 材料方面：等離子體只對材料表面而非整個材料進(jìn)行改性，深度僅有幾百納米，不會改變和損害材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，材料基本性能不受影響。
c. 效果方面：低溫等離子改性能量高，可實現(xiàn)超常條件下以及催化條件下都無法進(jìn)行的反應(yīng)，時間短，效率高，處理效果均勻性好。
d. 成本及操作方面：等離子體表面處理儀操作簡單，成本較低，管理維修方便，有利于進(jìn)行工業(yè)化推廣。
低溫等離子體材料表面處理原理:
等離子體處理需要在氣體氛圍中進(jìn)行，常見有空氣、氮?dú)?、氧氣、氬氣、氦氣氫氣等。通過選擇合適的氣體或氣體組合(主要是O2、H2、N2、NH3、空氣和惰性氣體)，并對等離子體參數(shù)(例如功率、能量、時間和氣體流速等)進(jìn)行優(yōu)化，可以實現(xiàn)材料表面的功能化，如改善材料的潤濕性、化學(xué)反應(yīng)性、粘附性能等。
對材料進(jìn)行表面改性處理是將樣品材料置于氣體(Ar、H2、N2、CO、NH3、O3)等離子體中，經(jīng)過等離子體氣體放電轟擊樣品表面，樣品表面會引入新的官能團(tuán)或改變分子鏈的結(jié)構(gòu)，以改善材料表面的親水性、粘結(jié)性以及生物相容性能
多年來，低溫等離子體已被用作一種無害且未來的加工方法，通過改變表面特性來改善材料的各項性能。目前，等離子處理通用來對材料進(jìn)行表面改性以達(dá)到表面清潔，便于印刷、涂布和粘結(jié)的作用。低溫等離子體處理材料的機(jī)理表明等離子體中離子的能量等于或超過材料表面的許多共價鍵能，破壞材料表面活性基團(tuán)，如共價鍵。此外，在放電過程中，高能等離子體粒子轟擊表面的過程中會導(dǎo)致材料表面形態(tài)在微米到納米范圍內(nèi)發(fā)生巨大變化。
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