氧氣(O2)plasma清洗活化改性原理
文章出處:等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間:2023-07-05
等離子體是正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。由離子、電子、自由激進分子、光子以及中性粒子組成,是物質的第四態(tài)。通常情況下,人們普遍認為的物質有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)。區(qū)分這三種狀態(tài)是靠物質中所含能量的多少。氣態(tài)是物質的三個狀態(tài)中最高的能量狀態(tài)。給氣態(tài)物質更多的能量,比如加熱,將會形成等離子體。當?shù)竭_等離子狀態(tài)時,氣態(tài)分子裂變成了許許多多的高度活躍的粒子。這些裂變不是永久的,一旦用于形成等離子體的能量消失,各類粒子重新結合,形成原來的氣體分子。與濕法清洗不同,等離子清洗的機理是依靠處于“等離子態(tài)”的物質的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。從日前各類清洗方法來看,等離子體清洗也是所有清洗方法中最為徹底的剝離式的清洗方式。
一般在等離子清洗中,可把活化氣體分為兩類,一類為惰性氣體的等離子體(如Ar、N2等);另一類為反應性氣體的等離子體(如02,H2等)。
氧氣等離子清洗(O-plasma)是指在將氧氣引入等離子體清洗機腔室時進行的等離子體處理,通常用于樣品表面清潔,也可以與其他氣體結合以蝕刻塑料等多種材料。
氧氣plasma清洗過程從原理上分為兩個過程:
過程1為有機物的去除。
首先是利用等離子的原理將氧氣分子激活:
O2→O+O+2e-,O+O2→O3
O3→O+O2
然后利用O,03與有機物進行反應,達到將有機物排除的目的:
有機物+O,03→CO2+H2O
過程2為表面的活化。
首先是利用等離子的原理將氧氣分子激活:
O2→O+O+2e-,O+O2→O3
O3→O+O2
然后利用O,03含氧官能團的表面活化作用,來改善材料的粘著性和濕潤性能,其反應為:
R·+O·→RO·
R·+O2→ROO·
氧氣(O2)plasma清洗活化改性的一些應用:
ITO玻璃的氧氣plasma清洗:目的是進一步去除ITO玻璃表面有機物雜質,有利于提高ITO表面的功函數(shù)和改善表面親水性。
PDMS鍵合:通過氧等離子體氣體對PDMS表面進行轟擊,使PDMS表面引入親水性質的-CH、-COOH、-SiOx等基團,這些活性基團的引入代替了PDMS表面原有的-CH3基團,使PDMS形成活性表面,從而表現(xiàn)出較強的親水性質。
Plasma清洗活化技術中最常用的氣體是氧氣(O2),因為它可用性廣,成本低,通常用于清潔玻璃、塑料和特氟龍等非金屬材料。像其他形式的等離子體一樣氧氣也能夠對樣品表面進行改性,提高樣品表面的親水性,還可以與氬氣混合剝離金屬表面的氧分子,進而防止氧化。