低溫氧等離子體中有豐富的活性粒子，在材料處理改性中有著重要的應(yīng)用。氧等離子體處理技術(shù)是一種省時(shí)又環(huán)保的方法用于對(duì)各種基材和幾何形狀的表面改性。它可以在很短的時(shí)間內(nèi)提高材料表面的物理和化學(xué)特性，例如導(dǎo)電性和生物相容性等。與強(qiáng)酸處理方法相比，氧等離子體處理可以輕松的對(duì)薄膜或半導(dǎo)體材料進(jìn)行表面改性，并且這種結(jié)構(gòu)比散裝材料有更大的比表面積，因此該方法更適用于納米材料的處理。經(jīng)過(guò)氧等離子體處理引入反應(yīng)性氣體，在納米材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的官能團(tuán)，例如羥基、羧基等與表面自由基、形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)層使得材料表面特性發(fā)生突變，進(jìn)而獲得新的化學(xué)結(jié)構(gòu)。經(jīng)氧等離子體處理后使得更多的含氧基團(tuán)引入可以顯著改善材料表面與生物分子之間的相互作用，增強(qiáng)了電極表面活性位的數(shù)量，從而明顯提升材料的反應(yīng)活性，改善電化學(xué)傳感器檢測(cè)的電學(xué)和光學(xué)特性等。
氧等離子體處理機(jī)工作原理：
與其他低溫等離子體類(lèi)似，低溫氧等離子通過(guò)氣體放電獲得，其中放電方式主要有直流電場(chǎng)放電和射頻放電等。其中，射頻放電是一種在低溫低氣壓狀態(tài)下的放電技術(shù)，使用射頻放電可獲得電離度與密度較大的氧等離子體，因而廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
氧等離子體處理機(jī)其工作原理為在密閉空間以及低壓狀態(tài)下，使用射頻電源施加能量，將通入密閉空間的氣體離子化，由電場(chǎng)加速離子化粒子之間的撞擊產(chǎn)生等離子體。借由高能量的離子或高活性的原子，能夠?qū)⒈砻嫖廴疚镒搽x或形成揮發(fā)性氣體，以達(dá)到表面清潔改性的目的。
圖1.1所示為我司低溫氧等離子體處理機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可知，本處理機(jī)采用電容耦合的內(nèi)部電極放電結(jié)構(gòu)。當(dāng)上電極接入射頻功率時(shí)，上下電極之間交替發(fā)射的電子，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速之后撞擊低真空環(huán)境中的氧氣分子。
氧等離子體處理機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
不同氣體的等離子處理效果不同，當(dāng)前主要使用的氣體包括氧氣（O2）、氫氣（H2）、氬氣（Ar）等。
氧等離子：高能量的氧離子可以燒除表面的有機(jī)物，清洗速度快、效果明顯，但是可能會(huì)氧化材料。
氫等離子：以激發(fā)態(tài)自由基氫氣去除金屬表層氧化物。
氬等離子：氬離子質(zhì)量大，在電場(chǎng)加速的狀態(tài)下通過(guò)撞擊動(dòng)力濺射去除污染物，或是裂解有機(jī)物的化學(xué)鍵，形成氣體揮發(fā)，還可以去除金屬氧化膜，然而清洗效果較弱。
氧等離子體處理機(jī)的作用：
清洗作用
氧等離子體可以清洗材料表面的有機(jī)污染物，氧等離子體清洗有機(jī)物的原理是利用放電形成的等離子體或等離子激活的化學(xué)活性物質(zhì)與材料表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，等離子體中的活性氧與材料表面的有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧等離子體與材料表面有機(jī)物作用，生成CO2等揮發(fā)性分子，增強(qiáng)材料表面的粘附性能，提高表面的親水性。
氧等離子體清洗有機(jī)污染物
提高表面含氧基團(tuán)的濃度
氧等離子體處理，就是通過(guò)等離子體的高能量以及氧氣的強(qiáng)氧化性，在材料表面發(fā)生改性反應(yīng)，
經(jīng)過(guò)氧等離子體處理后材料表面原有基團(tuán)發(fā)生斷裂，自由基增加，與氧等離子體生成含氧基團(tuán)。
高分子材料表面經(jīng)氧等離子體處理的表面變化
等離子體處理技術(shù)在改善材料比表面積、增加官能團(tuán)、提高材料潤(rùn)濕性能等方面有作用顯著。氧等離子體處理材料后,材料表面引入含氧極性基團(tuán),形成氧化層,等離子體處理材料后也會(huì)刻蝕材料表面,使材料表面的粗糙度增大,從而使復(fù)合材料表面的潤(rùn)濕性能得到較大改善,而不改變處理后的材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。等離子體處理過(guò)程中，不會(huì)像電鍍、化學(xué)鍍等方法一樣產(chǎn)生對(duì)大氣造成污染的三廢物質(zhì)，是一種很環(huán)保的表面處理手段。
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