Plasma

Pyetje për ofruesin

Plasma

Vetëm në dy dekada, proceset e plazmës janë bërë një mjet i gjithanshëm për aplikime industriale në shumë sektorë dhe fusha të teknologjisë, duke shërbyer një gamë të gjerë detyrash në trajtimin e sipërfaqeve, pastrimit dhe veshjes, si dhe aktivizimit të plastikave, gërvishtjes së strukturave gjysmëpërçues dhe shumë më tepër.

Sipas përkufizimit, plazma është një gaz pjesërisht i jonizuar, i cili shpesh njihet si gjendja e katërt e materies. Fenomene si rrufeja ose Dritat e Veriut (aurora borealis) janë plazma që ndodhin në mënyrë natyrale. Teknikisht, ato mund të gjenerohen duke aplikuar fusha elektrike.

Plasmat janë veçanërisht tërheqëse për shkak të vetive të tyre fizike dhe kimike. Ato gjenerojnë grimca dhe radikalë shumë të eksituar që mund të nxisin reaksione kimike të cilat nuk do të ishin të mundura në kushte normale. Në të njëjtën kohë, temperatura e pjesëve që trajtohen mund të mbahet shumë e ulët.

Jonet e përshpejtuara shumë në një plazmë mundësojnë aplikime të tilla si sputtering.

Është falë të gjitha këtyre vetive fizike dhe kimike që plazma luan një rol kaq të jashtëzakonshëm në shkencë dhe teknologjinë industriale.

Aktivimi i plazmës

Aktivizimi i sipërfaqeve plastike është një aplikim i specializuar i teknologjisë së plazmës. Në këtë kontekst, aktivizimi i referohet një rritjeje të energjisë së sipërfaqes, gjë që rezulton në pronat e përmirësuara të aderencës dhe, rrjedhimisht, në lagshmëri. Këndi i kontaktit i një pike mbi një sipërfaqe plastike është një masë e zakonshme e aderencës.

Në shumë raste, polimerët kanë energji të ulët sipërfaqësore ose janë hidrofobikë, gjë që mund, për shembull, të shkaktojë probleme kur përdoren boja me bazë uji. Prandaj, ato duhet të modifikohen para pikturimit ose shtypjes. Plazma ka rezultuar të jetë një mjet shumë efikas për arritjen e kësaj. Aktivizimi me plazmë kështu shërben si një alternativë ndaj promovuesve konvencionalë të aderencës.

Për më tepër, praktikisht nuk ka kufizime në lidhje me gjeometrinë e pjesëve të punës ose llojin e polimerit, pasi temperatura nuk rritet ndjeshëm gjatë procesit. Gjithashtu, topografia e plastikës mbetet pothuajse e pandryshuar; vetëm shtresat më të jashtme monomolekulare modifikohen.

Për proceset e aktivizimit, plazma zakonisht përbëhet nga oksigjen, megjithatë ndonjëherë përdoren edhe azoti ose amoniaku. Kur përdoret oksigjeni, është e mundur të modifikohen polimerët në mënyrë që në sipërfaqe të formohen grupe hidroksil, karboksil ose peroksid. Nëse, nga ana tjetër, përdoret azot ose amoniak, kjo rezulton në grupe amine ose imine, të cilat gjithashtu mund të jenë të interesuara për aplikime të caktuara. Këta grupe polare, hidrofile përmirësojnë lagështueshmërinë e sipërfaqes. Proceset e aktivizimit zakonisht zgjasin vetëm disa sekonda. Pas aktivizimit, pjesët e punës janë gati për përpunim të mëtejshëm të menjëhershëm, i cili madje mund të jetë i mundur brenda të njëjtit sistem plazmë.

Një fushë tipike aplikimi për këtë proces të konsoliduar është parëtretimi i komponentëve plastikë në industrinë automobilistike, si p.sh. parakolpët që do të bojohen.

Disa përparësi me një vështrim

Procesi

Adherencë shumë e mirë
Homogjenitet i përmirësuar
Stabilitet i lartë i procesit
Kontroll i thjeshtë i procesit
I përshtatshëm për materiale të ndjeshme ndaj temperaturës

Kosto-efikasitet

Pa kosto për heqjen e mbetjeve
Nuk kërkohet proces tharjeje
Konsum i ulët i gazrave të plazmës
Nuk kërkohet primer

Performanca mjedisore

Pa tretësirë
Pa mbeturina të rrezikshme
Kompatibilitet i integruar mjedisor

Pastrimi me plazmë

Pastrimi i sipërfaqeve është një nga aplikimet që ofron teknologjia e plazmës. Për këtë qëllim përdoren metoda të ndryshme të gjenerimit të plazmës. Metodat më të zakonshme përfshijnë aplikimin e tensionit alternativ me frekuencë të lartë (40 kHz ose 13.56 MHz) dhe eksitimin me mikrovalë. Përzierjet tipike të gazrave përmbajnë oksigjen, argon dhe, në disa raste, hidrogjen dhe tetrafluorid karboni (_CF₄). Përzierja varet nga kërkesat specifike të procesit të pastrimit, të cilat përcaktohen nga lloji i ndotjes dhe materiali që trajtohet.

Pothuajse nuk ka kufizime në lidhje me materialin që do të pastrohet. Prandaj, plastikët e ndjeshëm ndaj temperaturës mund të trajtohen po aq efektivisht sa metali, qelqi dhe qeramika. Megjithatë, sistemi i plazmës duhet gjithmonë të përshtatet me detyrën specifike në fjalë.

Në varësi të përzierjes së gazit, plazma vepron në mënyrë oksiduese ose reduktuese. Plazmat oksiduese janë të favorshme për heqjen e ndotësve organikë (vajra, yndyra), ndërsa plazmat reduktuese janë më të përshtatshme për depozitat inorganike (të tilla si oksidet metalike).

Gati çdo sipërfaqe kontaminohet gjatë fazave të ndryshme të prodhimit. Pjesët e punës duhet të pastrohen para hapat e mëtejshëm të përpunimit, si p.sh. veshja me bojë, ngurtësimi ose vulosja.
Pastrimi me plazmë është mënyra më e mirë për të arritur sipërfaqe absolutisht të pastra dhe pa yndyrë.

Metodat konvencionale të pastrimit shpesh përfshijnë procese kimike të lagështa dhe përmbajnë hidrokarbure (HC), hidrokarbure të klorinuara (CHC) ose detergjentë të fortë të tretur në ujë. Të gjithë këta agjentë shkaktojnë probleme mjedisore si gjatë përdorimit ashtu edhe gjatë asgjësimit. Reduktimi i mbetjeve arrihet përmes ashtuquajturave zgjidhje 'fundi i tubit', të cilat sjellin kosto shtesë.

Në kontrast me pastrimin kimik të lagësht, pastrimi me plazmë plotëson kërkesat për mbrojtje të integruar të mjedisit.

Për të kuptuar se si funksionon pastrimi me plazmë, duhet të shqyrtohet një zonë mikroskopikisht e vogël. Çfarë ndodh menjëherë në dhe mbi sipërfaqen?

Në rastin e kontaminimit organik, gazi plazmë përmban oksigjen dhe argon. Procesi i pastrimit është shuma e dy proceseve: njërit fizik dhe tjetrit kimik.

Fizik:
Kur pjesa që punohet vendoset mbi katodën ose lidhet me të si katodë, jonet pozitive nga plazma përshpejtohen drejt saj për shkak të fushës elektrike të aplikuar. Në përplasje, jonet shkulin atome dhe molekula nga sipërfaqja përmes transferimit të drejtpërdrejtë të momentit. Ky proces mund të përshkruhet si 'biliard me atome'.

Kimik:
Oksigjeni i eksituar dhe jonet e oksigjenit reagojnë me hidrokarburet për të formuar dioksid karboni dhe ujë. Ekuacioni i saktë i reaksionit është si më poshtë:

Kështu, hidrokarbonet konvertohen në përbërës kimikë relativisht të padëmshëm. Produktet e djegies së paplotë, nëse ka të tilla, mund të filtrohen lehtësisht nga gazrat e shkarkimit duke përdorur filtra me karbon të aktivizuar.

Pastërtia me plazmë ofron një sërë avantazhesh të dukshme në aspektin e procesit, kosto-efikasitetit, ndikimit mjedisor dhe sigurisë në punë:

Procesi

Efikasitet i lartë në heqjen e yndyrës
Efikasitet i lartë i krakimit
Përgatitje e mirë për proceset e mëtejshme me plazmë, si p.sh. veshja
Stabilitet i lartë
Kontroll i thjeshtë i procesit
I përshtatshëm për materiale të ndjeshme ndaj temperaturës

Kosto-efikasitet

Pa kosto për heqje
Nuk kërkohet proces tharjeje
Konsum i ulët i gazrave të plazmës

Përfitime mjedisore

Pa tretësirë
Pa mbeturina të rrezikshme
Përpjekje minimale për heqje qafe
Mbrojtje e integruar e mjedisit

Pyetje për ofruesin

Kategori
Ofrojme

Vendi
Gjermania