Plazma

Odgovori na oglas

Plazma

V zgolj dveh desetletjih so se plazemski postopki v številnih panogah in tehnoloških področjih razvili v vsestransko orodje za industrijske aplikacije, ki se uporablja za veliko število nalog pri obdelavi površin, čiščenja in prevlekanja ter aktivacije plastike, jedkanja polprevodniških struktur in še mnogo več.

Po definiciji je plazma delno ioniziran plin, ki se pogosto imenuje tudi četrto agregatno stanje snovi. Pojavi, kot sta na primer strela ali severni sij (aurora borealis), so plazme, ki se pojavljajo v naravi. Tehnično jih je mogoče ustvariti z vzpostavitvijo električnih polj.

Plazme so zaradi svojih fizikalnih in kemijskih lastnosti še posebej zanimive. V njih nastajajo visoko vzbujeni delci in radikali, ki lahko sprožijo kemijske reakcije, ki v normalnih pogojih niso mogoče. Hkrati je mogoče temperaturo obdelovanih delov ohranjati na zelo nizki ravni.

Močno pospešeni ioni v plazmi omogočajo uporabo tehnologij, kot je naparjanje.

Plasma svojo izjemno vlogo v znanosti in industrijski tehnologiji dolguje prav vsem tem fizikalnim in kemijskim lastnostim.

Aktivacija s plazmo

Aktivacija plastičnih površin je posebna uporaba plazemske tehnologije. Aktivacija v tem primeru pomeni povečanje površinske energije, kar ima za posledico izboljšane adhezivne lastnosti in s tem tudi omočljivost. Kontaktni kot kapljice na plastični površini je običajna mera za adhezivno sposobnost.

V mnogih primerih imajo polimeri nizko površinsko energijo oziroma so hidrofobni, kar lahko na primer povzroča težave pri uporabi lakov na vodni osnovi. Zato jih je treba pred lakiranjem ali tiskanjem modificirati. Plazma se je za ta namen izkazala kot zelo učinkovito sredstvo. Plazemska aktivacija tako predstavlja nadomestilo za običajna sredstva za izboljšanje oprijema.

Poleg tega praktično ni omejitev glede geometrije obdelovancev in vrste polimera, saj se temperatura med postopkom ne dvigne bistveno. Tudi topografija plastike ostane skoraj nespremenjena, spremenjene so le najzgornje monosloje.

Za postopke aktivacije je plazma običajno sestavljena iz kisika, včasih pa tudi iz dušika ali amoniaka. Pri uporabi kisika je mogoče polimere modificirati tako, da na površini nastanejo hidroksilne, karboksilne ali peroksidne skupine. Če pa se uporabi dušik ali amoniak, nastanejo aminske ali iminske skupine, ki so prav tako lahko zanimive za določene uporabe. Te polarne hidrofilne skupine izboljšujejo omočljivost površine. Trajanje postopkov aktivacije običajno znaša le nekaj sekund. Po aktivaciji so obdelovanci pripravljeni za takojšnjo nadaljnjo obdelavo, kar je v nekaterih primerih mogoče celo v istem plazemskem sistemu.

Tipično področje uporabe tega uveljavljenega postopka je predobdelava plastičnih delov v avtomobilski industriji, na primer lakiranih odbijačev.

Pregled nekaterih prednosti

Postopek

Zelo dobra oprijemljivost
Boljša homogenost
Visoka stabilnost postopka
Enostavno nadzorovanje procesa
Uporabnost na materialih, občutljivih na temperaturo

Gospodarnost

Brez stroškov odstranjevanja odpadkov
Ni potreben postopek sušenja
Nizka poraba plazemskih plinov
Ni potreben adhezivni premaz

Ekologija

Brez topil
Brez kritičnih odpadkov
Vgrajena okoljsko ustreznost

Čiščenje s plazmo

Čiščenje površin je ena od možnosti, ki jih ponuja plazemska tehnologija. Za to se uporabljajo različne metode ustvarjanja plazme. Najpogostejši sta uporaba visokofrekvenčnih izmeničnih napetosti (40 kHz oziroma 13,56 MHz) ter vzbujanje z mikrovalovi. Tipične plinske mešanice vsebujejo kisik, argon ter včasih vodik in tetrafluorogljik (_CF₄). Mešanica je odvisna od posebnih zahtev postopka čiščenja, ki izhajajo iz vrste onesnaženja in obdelovanega materiala.

Glede materiala, ki ga je treba očistiti, skoraj ni omejitev. Tako je mogoče obdelovati temperaturno občutljive plastike, pa tudi kovine, steklo in keramiko. Plazemski sistem pa je v vsakem primeru treba prilagoditi posamezni nalogi.

Glede na plinsko mešanico deluje plazma oksidativno ali reduktivno. Oksidativne plazme so primerne za odstranjevanje organskih nečistoč (olja, maščobe), medtem ko so reduktivne plazme bolj primerne za anorganske obloge (kot so na primer kovinski oksidi).

Skoraj vsaka površina se med različnimi delovnimi postopki umaže. Za nadaljnje obdelave, kot so na primer lakiranje, utrjevanje ali tesnjenje, je treba obdelovance očistiti.
Čiščenje s plazmo je najboljši način za doseganje popolnoma čistih, nemastnih površin.

Klasične metode čiščenja so pogosto mokro-kemične in vsebujejo ogljikovodike (OW), klorirane ogljikovodike (KOW) ali v vodi raztopljena agresivna čistila. Vsa ta sredstva predstavljajo okoljski problem tako med uporabo kot tudi pri odstranjevanju. Zmanjševanje količine odpadkov se izvaja s tako imenovanimi rešitvami »end-of-pipe«, ki povzročajo dodatne stroške.

V nasprotju z mokro kemijo čiščenje s plazmo izpolnjuje pogoje za celostno varstvo okolja.

Da bi razumeli, kako deluje plazemsko čiščenje, si moramo ogledati mikroskopsko majhen del. Kaj se dogaja neposredno na površini in ob njej?

V primeru organske kontaminacije plazemski plin vsebuje kisik in argon. Postopek čiščenja je vsota dveh procesov, fizičnega in kemičnega.

Fizikalno:
Če delovni kos položimo na katodo oziroma ga priključimo kot katodo, se zaradi vzpostavljenega električnega polja pozitivni ioni iz plazme pospešijo v njegovo smer. Ob trku ioni z neposrednim prenosom impulza odtrgajo atome in molekule s površine. Ta proces bi lahko poimenovali »biljard z atomi«.

Kemični proces:
Vzbudeni kisik in kisikovi ioni ob reakciji z ogljikovodiki tvorijo ogljikov dioksid in vodo. Natančna reakcijska enačba je naslednja:

Ogljikovodiki se torej pretvorijo v razmeroma neškodljive kemijske spojine. Produkti nepopolnega zgorevanja, če so prisotni, se lahko zlahka izločijo iz izpušnih plinov s pomočjo filtrov z aktivnim ogljem.

Plasma čiščenje ponuja nekaj izjemnih prednosti glede procesa, ekonomičnosti, ekologije in varnosti pri delu:

Proces

Visoka stopnja odstranjevanja maščob
Visoka razgradljivost
Dobra priprava za nadaljnje plazemske procese, kot je npr. nanašanje premazov
Visoka stabilnost
Enostavno nadzorovanje procesa
Uporabnost pri materialih, občutljivih na temperaturo

Gospodarnost

Brez stroškov odstranjevanja odpadkov
Ni potreben postopek sušenja
Nizka poraba plazemskih plinov

Ekologija

Brez topil
Brez nevarnih odpadkov
Majhen obseg ravnanja z odpadki
Celostno varstvo okolja

Odgovori na oglas

Kategoriji
Ponudbe

Država
Nemčija