按等離子體產(chǎn)生方式的不同,如圖所示,等離子體清洗可以分為電暈等離子體清洗、輝光等離子體清洗、射頻等離子體清洗、介質(zhì)阻擋等離子體清洗、微波等離子體清洗和大氣常壓等離子體弧清洗。其中,電暈等離子體清洗、輝光等離子體清洗和射頻等離子體清洗一般用作低壓清等離子體清洗,而等離子體清洗、微波等離子體清洗和大氣常壓等離子體弧清洗則作為常壓等離子體清洗。

電暈等離子體清洗

使用曲率半徑很小的電極,在其上加上高電壓,由于電極的曲率半徑很小,靠近電極區(qū)域的電場特別強,容易形成電子發(fā)射和氣體電離,從而形成電暈。該方式不易獲得穩(wěn)定的電暈放電,易產(chǎn)生局部電弧放電、放電的能量不均勻,用于煙氣脫硫脫硝、汽車尾氣的清洗等領(lǐng)域。

輝光等離子體清洗

在低氣壓條件下,將一定的電壓加到兩個平板電極上即可形成輝光放電,是一種穩(wěn)定的自持放電,其放電電流的大小為毫安數(shù)量級。是靠正離子轟擊陰極所產(chǎn)生的二次電子發(fā)射來維持。電源可為直流也可為交流。雖然能產(chǎn)生典型的大體積強激發(fā)低溫等離子體,但其工作氣壓太低,工業(yè)應(yīng)用難于連續(xù)生產(chǎn)且應(yīng)用成本高昂。目前的應(yīng)用范圍主要用于半導體工業(yè)上的清洗。

射頻等離子體清洗

射頻放電通常在低氣壓下操作,也可以在常壓甚至加壓下操作,其特點是放電氣體 不與電極接觸。射頻放電利用高頻電場一通過電感禍合或電容禍合使反應(yīng)器 中的氣體放電產(chǎn)生等離子體,最常用的頻率是。由于射頻單電極放電的能量高、范圍大,現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用于材料的表面處理和有毒廢物的清除和裂解中。

DBD等離子體清洗

在兩個放電電極之間充滿某種工作氣體,并將其中一個或兩個電極用絕緣介質(zhì)覆蓋, 也可以將介質(zhì)直接懸掛在放電空間或采用顆粒狀的介質(zhì)填充其中,當兩電極間施加足夠高的交流電壓時,電極間的氣體會被擊穿而產(chǎn)生放電,即產(chǎn)生了介質(zhì)阻擋放電。介質(zhì)阻擋放電能夠在高氣壓和很寬的頻率范圍內(nèi)工作。在實際應(yīng)用中,平板式電極結(jié)構(gòu)則被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)中的高分子和金屬薄膜及板材的改性、接枝、表面張力的提高、清洗和親水改性中。

微波等離子體清洗

微波放電是一種無電極放電,從而避免了放電材料對反應(yīng)的影響。可以在較寬的頻率范圍和氣體壓力范圍內(nèi)操作,而且可以生成均勻的較大體積的非平衡等離子體。微波放電的頻率是一,最常用的是。微波等離子體主要用來加工、改造 和精制材料表面以及工具、模具及工程金屬的硬化處理。

APPA清洗

大氣常壓等離子體弧清洗是利用較高能量密度的等離子束直接作用于制件表面,待清洗層在高能粒子的活化作用下,產(chǎn)生一系列物理化學反應(yīng),如熱沖擊、活化分解以及 熱脹脫落,最終達到使污染物與工件脫離的目的。采用不同的工作氣體種類,可處理不同的表面污染物。如混合等離子體可清洗基體表面有機污物、混合等離子體可清洗基體表面氧化銹蝕物。

作為等離子體清洗的一種常壓清洗技術(shù),大氣常壓等離子體弧清洗除具有等離子體清洗技術(shù)的上述特點外,還具有自身特有的優(yōu)勢既代表表面清洗技術(shù)的少能耗、低污染的發(fā)展趨勢,又能與計算機控制相結(jié)合,實現(xiàn)自動化清洗既擺脫工件幾何尺寸和空間位置的限制,又能實現(xiàn)有選擇地清洗基體指定表面區(qū)域既減少設(shè)備投資、降低運行費用,又能通過調(diào)控工藝參數(shù)保證甚至提高表面清洗質(zhì)量既能應(yīng)用于微電子、半導體等高新產(chǎn)業(yè),也能實現(xiàn)汽車、船舶、機械、航空航天等制造業(yè)中零部件表面污染物的有效清洗。深入研究等離子體清洗技術(shù)尤其是大氣常壓等離子體弧清洗技術(shù),對促進表面工程的發(fā)展、拓寬等離子體弧的應(yīng)用領(lǐng)域、提高機械制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、解決日益嚴重的環(huán)境污染問題等都具有重要意義。正是認識到等離子體清洗技術(shù)的重要研究價值和在 汽車、航空航天、機械等行業(yè)中的廣闊應(yīng)用前景。