[发明专利]一种颗粒状物料低温等离子体表面处理方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种颗粒状物料低温等离子体表面处理方法及其装置。

背景技术

材料表面改性处理技术是目前普遍使用的材料制备技术之一，其基本原理是在一定外界条件下，材料外部物质与材料表面发生物理或化学反应，从而是材料表面状态发生变化或在材料表面生产新的元素和新的基团，最终满足实际应用的需要。目前实现材料表面处理的方法通常为液相反应法，由于液相反应法存在能耗大，对环境有污染的缺点，急需一种节能环保的方法来替代。

低温等离子体表面处理是：在负压(真空)下，给反应气体环境施加高频电场，气体在高频电场的激励下电离，产生等离子体。等离子体是物质的第四态，其中含有大量的电子、离子和自由基等各种活性粒子，活性粒子与材料表面发生物理和化学反应，从而使材料表面的结构、成分和基团发生变化，得到满足实际使用要求的表面。等离子体反应速度快、处理效率高，而且改性仅发生在材料表面，对材料内部本体材料的性能没有影响，是理想的表面改性手段。

在负压状态高频电场激励产生的等离子体的温度接近于室温，因此又称低温等离子体。由于其工作温度低，所以可以处理包括塑料在内的所有材料。

低温等离子体表面改性通常是在材料成型后进行的，成型后的材料形状多种多样，例如：薄膜状、块状、颗粒状和粉体状等，由于低温等离子体表面处理是在气相“干法”状态下进行的，而且只有被等离子体覆盖的材料表面才能得到处分的改性处理，因此为了保证被处理材料的表面能够被全部改性，不同形状的材料必须采用不同的等离子体处理方式。

对于颗粒状材料，如圆形颗粒、三维尺寸均较小的零件，由于其堆积特性，采用通常的平板电极等离子体处理时原料容易堆积覆盖，因此没有暴露在等离子体气氛中的表面得不到处理，导致处理均匀性差，处理效率低，处理效果差。

发明内容

为了克服现有颗粒状物料表面低温等离子体改性技术存在的不足，本发明提供了一种能够将颗粒状物料表面均匀进行等离子体表面处理的方法及其装置。

为了上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种颗粒状物料低温等离子体表面处理方法，所述方法为：将颗粒状材料放入转鼓内，对其进行表面处理，转鼓内抽真空并可以定量通入反应气体，通过施加电场在转鼓内产生辉光放电等离子体。

作为本发明的优选方案，在进行材料表面处理时，通过转鼓的旋转，带动颗粒上下翻腾，致使颗粒状物料表面轮番暴露于低温等离子体氛围中，从而使材料表面的各个部位均得到充分处理。

一种颗粒状物料低温等离子体表面处理装置，所述装置包括转鼓、电极、喂气口、挡板、颗粒物料、等离子体发生电源和抽气口。

与现有技术相比，本发明具有以下显著特点：

1、能够均匀处理颗粒状物料的全部表面；

2、处理效率高，处理效果好；

3、装卸料简单，操作方便；

附图说明

图1为本发明的原理示意图

图中标号为：

1-转鼓      2-电极     3-喂气口     4-挡板

5-颗粒物料  6-等离子体发生电源      7-抽气口

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种颗粒状物料低温等离子体表面处理方法，所述方法为：将颗粒状材料放入转鼓内，对其进行表面处理，转鼓内抽真空并可以定量通入反应气体，通过施加电场在转鼓内产生辉光放电等离子体。在进行材料表面处理时，通过转鼓的旋转，带动颗粒上下翻腾，致使颗粒状物料表面轮番暴露于低温等离子体氛围中，从而使材料表面的各个部位均得到充分处理。

如图1所示的一种颗粒状物料低温等离子体表面处理装置，所述装置包括转鼓1、电极2、喂气口3、挡板4、颗粒物料5、等离子体发生电源6和抽气口7。

实施例1：锡球表面低温等离子体清洗处理

称取100克锡球，导入到转鼓1中，密封转鼓1。对转鼓1内抽真空到5帕，定量喂入氧气，维持转鼓1内的真空度在40帕。开启转鼓1转动同时施加高频电场，在转鼓1内形成等离子体，维持放电功率100W，处理时间20分钟后，停止抽真空，停止喂气。向转鼓1内充入纯净空气，使转鼓1内外压力相等，此时打开转鼓1，取出已经处理好的物料，处理结束。

实施例2：塑料零件的低温等离子体活化处理