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閱讀：197發(fā)布時(shí)間：2025-2-22
所謂等離子體是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)。通常物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)存在,但是在一些特殊情況下可以以第四種狀態(tài)存在,如太陽(yáng)表面的物質(zhì)和地球大氣電離層中的物質(zhì)。這類物質(zhì)所處在的狀態(tài)稱為等離子體狀態(tài)，又稱為物質(zhì)的第四態(tài)。等離子體中存在于下列情況：處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(tuán)(自由基)；離子化的原子、分子；分子解離反應(yīng)過程中生成的紫外線；未反應(yīng)的分子、原子等，但物質(zhì)在總體上仍保持中性狀態(tài)。
通過多種形式，如電弧放電、輝光放電、激光、火焰或者沖擊波等，都可以使處于低氣壓狀態(tài)下的氣體物質(zhì)轉(zhuǎn)變成等離子體狀態(tài)。如在高頻電場(chǎng)中處于低氣壓狀態(tài)的氧氣、氮?dú)狻⒓淄?、水蒸氣等氣體分子在輝光放電的情況下,可以分解出加速運(yùn)動(dòng)的原子和分子，這樣產(chǎn)生的粒子被解離成電子和有正負(fù)電荷的原子和分子。這樣產(chǎn)生的帶電粒子和電子在電場(chǎng)中加速時(shí)會(huì)獲得高能量，并與周圍的分子或原子發(fā)生碰撞，結(jié)果使分子和原子中又激發(fā)出電子，而本身又處于激發(fā)狀態(tài)和離子狀態(tài)，這時(shí)物質(zhì)存在的狀態(tài)即為等離子體狀態(tài)。
等離子體表面處理技術(shù)是利用非聚合性無機(jī)氣體（Ar、H2、N2、O2等）的等離子體進(jìn)行表面反應(yīng)（見圖1），參與表面反應(yīng)的有激發(fā)態(tài)分子、自由基和電子離子，也包括等離子體產(chǎn)生的紫外光的輻射作用。通過表面反應(yīng)有可能在表面引入特定的官能團(tuán)，產(chǎn)生表面侵蝕，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)層或生成表面自由基（見圖2）。由于是真空紫外光對(duì)腐蝕有十分積極的影響，氣體所產(chǎn)生的自由基和離子活性很高，其能量足以破壞幾乎所有化學(xué)鍵，在任何暴露的表面引起化學(xué)反應(yīng)。等離子體中粒子的能量大于聚合物材料的結(jié)合鍵能，可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵，但遠(yuǎn)低于高能放射性射線，只涉及材料表面，不影響基體的性能。這樣可以改善材料表面的親水性、粘結(jié)性以及生物相容性等特性。
等離子體表面處理每秒只能穿透幾個(gè)納米的厚度，所以污染層不能太厚，太厚的話等離子體處理的時(shí)間相對(duì)來說會(huì)變得很長(zhǎng)，而且還很有可能洗不干凈。
等離子體處理效果存在時(shí)效性的缺點(diǎn)，經(jīng)過等離子體表面處理后的材料需要盡快適用，其存儲(chǔ)時(shí)間短。
氧氣等離子體表面處理的致命缺點(diǎn)是處理完的器件容易生成新的氧化物，變成二次污染。
采用等離體表面處理方法的另外一個(gè)缺點(diǎn)是處理的工藝復(fù)雜，控制不當(dāng)會(huì)使材料表面損傷。
一般來說等離子體表面處理設(shè)備普遍都比較昂貴，這也是等離子體表面處理的一個(gè)比較不明顯的缺點(diǎn)。
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