随着高新技术产业的迅速发展，各种工艺对所用产品的技术要求越来越高。等离子清洗机（等离子表面处理仪）作为一种新型表面处理/清洁设备，在电子、医疗、光学、包装印刷等领域中常被用于片材、膜材、管材等材料的表面清洗和处理，以此提升材料的性能。如在微电子领域，等离子清洗机可以提高芯片的良品率，增强芯片与封装材料之间的粘附力。而在光电领域，等离子清洗可以提高光学薄膜的透光性和平整度。但其实在工业化的实际应用当中，等离子清洗机除了可以处理以上提到的材料外，还可以用于粉体处理，提升粉体材料的附加值。

来源：PLAUX等离子清洗机

等离子清洗机在粉体处理中的应用

通常物质以固态、液态、气态3种状态存在，但在一些特殊的情况下，也可以以第四种状态存在，即等离子体。实际上，等离子体是利用氢气、氧气、氮气、氩气、氦气等气体在外界高能量作用下电离形成的的带电粒子、中性粒子及各种自由基组成的混合状态。由于原子或分子本性发生了改变，等离子体往往呈现出高度激发的不稳定态，并具有高能量、高活性、高电子密度等特点，在粉体处理领域中通常被用于氧化物、杂质的清理分解以及有机或无机粉体的表面功能化改性。

等离子清洁剂应用原理（来源：上海茂虹等离子技术有限公司）

1、粉体清洗

粉体在生产和加工过程中，往往会附着一些难以清洗的油污、氧化物、杂质，这些污垢和氧化物会影响粉体的质量和使用效果。等离子清洗机既能够利用等离子体高能量、高活性的特点，在与粉体表面污染物接触时发生化学反应分解污染物，也可以利用等离子体与污物间的电位差，高速撞击污物，以撞击动力溅射掉污染物或将碳氢污染物化学键裂解，形成气体挥发，完成对粉体的清洗。

2、无机粉体材料的表面处理

等离子清洗机利用不同气体产生的活性粒子能够与无机粉体表面直接发生反应，从而引入新的特定的官能团或改变表面结构，实现粉体材料表面的接枝、交联、包覆等功能化过程。除了可抑制粉体团聚，提高无机粉体在聚合物中的分散性和相容性，还可以显著改善粉体与聚合物复合材料的力学、光学、电学等性能。例如，通过聚合性单体和引发气体的混合放电，等离子体可在粉体表面引发聚合反应，形成改性覆层，从而提升材料的综合性能。

3、聚合物粉体材料的表面键能调整

由于聚合物粉体疏水性强，较难润湿，难以与无机表面形成良好的结合，通过等离子处理，可以调节其表面键能，改善聚合物粉体表面的润湿性、粘附性，不仅可提高与其他材料（如金属、陶瓷、玻璃等）的粘接强度，提高涂层、胶接、涂覆等工艺的性能和稳定性，还能减少污染物在表面的吸附和附着。

利用等离子体改性前后的粉体润湿性对比（来源： PLAUX等离子清洗机）

如何根据应用，选择合适的等离子气体？

在利用等离子清洗机对粉体处理的过程中，根据材料的特性以及应用目标的不同，决定了我们需要选择不同类型的气体介质来实现最佳的处理效果。通常气体分为两类：一种是反应性气体，主要作用为化学作用，如氢气、氧气等；另一种是非反应性气体，主要通过物理作用进行清洗，如氩气、氦气、氮气。

1、有机杂质清洗——氧气

氧气是一种具有强氧化性的气体，利用用氧等离子对污染物进行处理，主要会发生氧化反应，能够使非挥发性有机物变成易挥发性的CO2和水蒸气，去除沾污物，从而达到清洁的目的，具有清洗效率高、可选择性好等优点，不过也由于存在易将金属材料氧化的缺陷，并不适用于金属粉体的清洗。

来源：半导体材料与应用

2、氧化层清洗——氢气、氮气

氢等离子体有较强的还原性，可对金属粉体进行还原清洗，将金属表面氧化层还原成金属单质和水蒸气；为了达到更好的效果，可在氢气中加入一定量的氮气，将化学反应和物理反应相结合进行清洗。

来源：半导体材料与应用

3、物理清洁，避免氧化——氩气

氩气本身作为一种惰性气体，将它通入反应腔室后电离产生的等离子体不会引入额外的官能团或改变材料的化学性质，因此氩气等离子表面处理设备主要被应用于粉体表面的物理清洗及表面粗化，但使用效果不如氧气这种反应性气体明显。

来源：半导体材料与应用

4、表面改性

高分子材料用N₂、NH₃、O₂、 SO₂等气体的等离子体处理,可以改变表面的化学组成，引入相应新的官能基团:-NH₂、-OH、-COOH、-SO₃H 等.这些官能团可使聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯，聚四氟乙烯等这些完全惰性的材料表面富含活性官能团,可以提高表面极性、浸润性、可粘结性、反应性，极大地提高了其使用价值。而经含氟气体的低温等离子体处理,则可在材料表面引入氟原子,使其具有憎水性。

等离子清洗机在粉体处理中有何优势？

随着等离子清洗机在粉体处理领域的应用不断增多，其环保、高效、适用范围广等优势也逐渐凸显：

1、等离子清洗机是一种基于干式清洗技术的设备，在对粉体进行清洗和表面处理的过程中，可避免有害溶剂及产生的废水、废气、废渣等有害物质对人体和环境造成危害，同时也避免了湿清洗过程中粉体材料的流失和破坏。

2、等离子清洗机载处理过程中无需清洗液运输、储存、排放及过滤干燥等一系列工序，且更加容易实现智能化控制，可装配高精度的控制装置，精准控制时间，提高了整个工艺装配线的处理效率和效果。

3、等离子清洗机适用于多种粉体的处理，对金属粉末、陶瓷粉末、聚合物粉末等都有很好的处理效果，特别适合于不耐热以及不耐溶剂的粉体材料。

不过，在实际应用中，等离子清洗机在粉体处理上尽管存在诸多优势，但受限于设备的尺寸，其在规模化处理以及污物较多的情况下遇到一些挑战和局限性，另外为了达到最佳的处理效果，还需要根据粉体的特性和要求，选择合适的等离子清洗机和处理参数。

参考来源：

1、PLAUX等离子清洗机

2、CIFLAB

3、CRFPLASMA诚峰智造 

4、等离子体改性技术浅析碳纤,维复合材料制作与加工.

粉体圈Corange整理

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