حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش
 مزایای پلاسمای سرد در تمیز کاری سطح

مزایای پلاسمای سرد در تمیز کاری سطح

تاریخ : ۱۳۹۹/۰۴/۱۰ تعداد بازدید :‌ ۴۰۶۱
موضوعات : پلاسمای سرد
در مبحث لایه‌های نازک و مهندسی سطح، برطرف نمودن آلاینده‌ها و بالا بردن سطح انرژی و بهبود شرایط پوشش و چسبندگی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این یادداشت به بررسی عملکرد و مزیت‌های پلاسمای سرد در این موضوع می‌پردازیم.

به طور طبیعی وقتی سطحی در معرض هوا قرارمی‌گیرد، آلاینده‌ها مانند اکسیدها، آب، مواد آلی و گرد و غبار، سطح را می‌پوشانند. در حالی که ممکن است سطح به چشم ما تمیز به نظر برسد، اما این آلودگی‌ها برای فرایندهایی چون پوشش، چاپ، نقاشی، اتصال و چسبندگی مشکل‌ساز هستند. علاوه بر قرار گرفتن در معرض هوا، در روند فرآیندهای صنعتی نیز سطح به روغنها، ترکیبات مختلف، مونومرها و گونه‌های کم وزن مولکولی آغشته می‌شود. این لایه نازک حاوی آلاینده‌های آلی، معدنی، گرد و غبار و میکروبی، به طور معمول دارای خاصیت رطوبت‌پذیری کمی می‌باشند. زمانی که بر روی این سطح اتصالی (چسب) قرار گیرد، این لایه نازک و آلوده، مقاومت اتصال (باند) را کاهش داده، منجر به پوشش ناقص هنگام استفاده از چسب می‌شود. در اینجا می‌خواهیم به طور خلاصه درباره فن‌آوری تمیز کردن سطح توسط پلاسمای سرد و فواید آن صحبت کنیم.

 تولید پلاسما

سد دی الکتریک،  تخلیه الکتریکی (دشارژ) تابان و کرونا، می‌توانند گاز یونیزه شده ایجاد کنند تا پلاسما در فشار اتمسفر ایجاد شود. در طی فرآیند، بخش کوچکی از مولکول‌های گازی به الکترون و یون‌های پرانرژی تبدیل می‌شوند، در حالی که بقیه خنثی و سرد هستند. بنابراین دمای پلاسما همان دمای هوا در شرایط اتمسفری (30 درجه سانتی گراد) می‌باشد.

الکترون‌ها و یون‌های موجود در پلاسما می‌توانند به انرژی‌های بسیار بالا برسند و با مولکول‌های گازی برخورد کنند تا گونه‌های فعال شیمیایی با طول عمر کوتاه مانند هیدروژن اتمی، نیتروژن و گونه‌های اکسیژن، رادیکال‌های هیدروکسیل و همچنین ازن و اسیدهای نیتریک را تولید کنند.  این گونه‌ها می‌توانند طیف وسیعی از سطوح را ضدعفونی، تمیز، اصلاح و کاربردی نمایند تا آنها را برای اتصال چسب، لاک زدن یا چاپ آماده کند.

برای بهبود قابلیت رطوبت‌پذیری و افزایش استحکام اتصال (باند)، تمیز کردن سطح توسط پلاسما راه حلی چندمنظوره است. در طی فرایند پرداخت سطح توسط پلاسمای سرد، آلودگی‌ها را بدون حضور آب و مواد شیمیایی از بین می‌برد و سطح را آماده برای اتصال می‌نماید. ضمناً در سطح پیوندهایی از اکسیژن اضافی ایجاد می‌گردد که این پیوندهای جدید (به ضخامت یک یا چند لایه اتمی) آماده برای ایجاد یک اتصال (باند) مستحکم می‌باشند.

 

تمیز کردن پلاسما

پلاسما پیوندهای مولکول‌های آلی سنگین را می‌شکند تا گونه‌های سبکتر و فرارتری تولید کند که بتواند از سطح تبخیر شوند و سطح فوق‌العاده تمیز گردد. گونه‌های فعال شیمیایی آلی اکسیدشده و اکسیدهای کربن و بخار آب تشکیل می‌دهند. این فرایندها همچنین سطح را عقیم می‌کنند و آلودگی میکروبی را از بین می‌برند.

 هنگام تماس مستقیم پلاسما با بستر، تخلیه‌های الکتریکی سطح را در مقیاس میکرومتری یکدست می‌کند و ریزساختارهایی ایجاد می‌کنند که اتصال مکانیکی برای چسب را بهبود می‌بخشد. پلاسما همچنین می‌تواند گروه‌های هیدروکسیل، نیتریک و اکسیدقطبی را بر روی سطح تمیز شده ایجاد کند تا انرژی و رطوبت‌پذیری آن افزایش یابد. نتیجه این است که کارایی یک چسب با رطوبت‌پذیری بالاتر، بیشتر می‌شود یعنی به دلیل عمل مویرگی می‌تواند ریزساختارها را پر کند.

 

 فواید پلاسمای سرد

روش پلاسمای سرد اتمسفری جایگزین استفاده از آب و مواد شیمیایی است و نیاز به محیط خلأ که هزینه زیادی دارد نیست، هزینه، ایمنی و شرایط محیطی در این روش بهترین است.  همچنین سرعت پردازش سریع پلاسما برای بسیاری ازموارد سودمند است. علاوه بر یون‌ها و الکترون‌های پر انرژی، سطح تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش دارای موج بسیار کوتاه که در محیط پلاسما حضور دارد نیز قرار گرفته و تمیز می‌شود.

 پلاسمای سرد فشار اتمسفری بر روی سطح تأثیری که با چشم بتوان تشخیص داد نمی‌گذارد و آن را بیش از حد گرم نمی‌کند و در عین حال بسیار مؤثر عمل می‌کند. به هیچ ماده شیمیایی خطرناک احتیاج ندارد و گونه‌های شیمیایی فعال پس ازپرداخت به سرعت از بین می‌روند. آنچه ذکر شد از جمله دلایلی است که ما این فناوری را ایمن و سازگار با محیط زیست می‌دانیم. مزیت پلاسما اتمسفری، ارزان‌تر بودن تجهیزات آن در مقایسه با پلاسماهای کم فشارنیز هست.

ما می‌توانیم تکنولوژی تمیزکاری سطح (پلاسما کلینینگ) را برای محصولات یک و دو بعدی، محصولات استوانه‌ای، سازه‌های پیچیده و گرانول‌ها و پودرها پیاده کنیم. این اتفاق می‌تواند در بخش‌های مختلفی از جمله پزشکی، الکترونیک، خودرو، مواد غذایی و آرایشی رخ دهد. در یادداشت‌های بعدی بیشتر به مباحث کاربردهای این فناوری در صنعت خواهیم پرداخت. 

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نظر شما
security code