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閱讀：156發(fā)布時間：2025-2-22
在等離子體表面處理工藝中，人們通常在低氣壓等離子體中摻入特定的電負(fù)性氣體來調(diào)節(jié)粒子種類、通量和能量，改變等離子體化學(xué)特性，客觀上微控著襯底材料表面的物理與化學(xué)的協(xié)同作用。
等離子體表面處理儀放電時使用的氣體種類不僅關(guān)系到放電的可行性，放電參數(shù)設(shè)置的要求，還會對材料表面的處理效果有非常大的影響。等離子體表面處理通常是使用非聚合性氣體氣氛。非聚合性氣體又可以分為反應(yīng)性氣體和非反應(yīng)性氣體。非反應(yīng)性氣體通常是惰性氣體，如氬氣、氦氣。常用的反應(yīng)性氣體包括氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣等。等離子體中的活性粒子與所要處理的材料表面發(fā)生碰撞，將能量傳遞給材料表面，表面的化學(xué)鍵可能會發(fā)生斷裂，形成自由基。理論上講，非反應(yīng)性氣體作為等離子體氛圍時，只與材料表面發(fā)生能量交換，而反應(yīng)性氣體則既有能量交換，又有物質(zhì)的交換。所以使用反應(yīng)性氣體時，表面的反應(yīng)會更加復(fù)雜，通常表面改性的效果也較好，但是因為不同的氣體電離效果不同，傳遞能量的能力也不一樣，所以不同的條件下可能會有不同的結(jié)論。使用含氧氣體作為等離子體氣氛時，可以在表面引入大量的含氧基團(tuán)，如羥基、羰基、羧基等如下所示：
O2→2O·
RH+O·→R·+HO·
RH→R1·+R2·
R·+O2→ROO·
ROO·+RH→ROOH+R·
ROOH→RO·+HO·
使用含氧的其它氣體如水和二氧化碳時，在等離子體的作用下會分解出氧原子，也可以起到同樣的作用。使用氮?dú)饣蛘甙睔獾入x子體氛圍時，則可以在材料表面形成大量的含氮基團(tuán)。通常含氧基團(tuán)和含氮基團(tuán)都可以增加表面能，增強(qiáng)表面的親水性，從而增強(qiáng)印染性能，粘結(jié)性能等。
使用等離子體表面處理儀對材料表面進(jìn)行等離子體處理時，所使用的介質(zhì)氣體直接影響到處理效果。需要根據(jù)等離子體設(shè)備和所要處理的材料以及想要達(dá)到的目的選擇合適的介質(zhì)氣體。
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