真空等離子清洗機(jī),也被叫做低壓等離子清洗機(jī),是一種能產(chǎn)生等離子體并可以利用等離子體對材料進(jìn)行表面改性的設(shè)備。通過輸入各種工藝氣體在低氣壓狀態(tài)下被激發(fā)電離,散發(fā)出不同顏色的光,也即輝光現(xiàn)象,今天就讓我們來了解一下輝光放電的特點(diǎn):
在低氣壓的情況下產(chǎn)生輝光放電,其名稱也正是來源于這種等離子體是發(fā)光的,而產(chǎn)生發(fā)光的現(xiàn)象則是因?yàn)殡娮幽芰亢碗娮用芏纫呀?jīng)高到足可以由激發(fā)碰撞產(chǎn)生可見光。其中在輝光放電中所產(chǎn)生的等離子體,在對材料表面施加特殊作用的過程中有著重要的地位。輝光放電一般是在低氣壓(幾到105Pa)下進(jìn)行的,但當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)耐怆娐窏l件及連續(xù)地冷卻陰極時(shí),在大氣壓下也可得到輝光放電。
輝光放電的顯著特征是以陰極位降所表征的氣體中電位分布,這一電位分布是由于空間電荷的影響,輝光放電區(qū)別于電弧放電是具有大的陰極位降,以及本身輻射引起的光電離等。被輝光覆蓋著的并參加放電現(xiàn)象的陰極表面正比于管內(nèi)電流強(qiáng)度,當(dāng)電流減小或增加時(shí),電流密度保持不變,并且陰極位降也保持不變,這時(shí)的放電稱為正常輝光放電。
當(dāng)電流增加到全部陰極表面被輝光覆蓋時(shí),陰極位降隨電流強(qiáng)度及電流密度的增加前開始加大,這時(shí)進(jìn)入反常輝光放電。正常輝光放電的陰極位降與氣壓無關(guān),而決定于陰極材料及氣體性質(zhì)。
輝光放電的放電空間有特殊的光區(qū)分布,總的來說分為兩大部分:第一部分是放電的陰極部分,包括阿斯頓暗區(qū)、陰極輝區(qū)、陰極暗區(qū)、負(fù)輝區(qū)及法拉第暗區(qū)。前三個(gè)區(qū)稱為陰極位降區(qū),這一部分的電壓降占管壓降的大部分,為維持放電所必需的過程都集中在這里;第二部分稱為陽極部分,包括正柱區(qū)、陽極暗區(qū)和陽極輝區(qū)。其中陰極部分并不具備等離子體的特征, 從正柱區(qū)一直到放電的陽極其他部分都是處于等離子體狀態(tài)。
在正常輝光放電的陰極區(qū),正的凈離子數(shù)密度是常數(shù)。當(dāng)進(jìn)入反常輝光區(qū)時(shí),電流密度的增加引起電場的畸變陰極位降進(jìn)一步提高,陰極位降區(qū)功率損耗越來越大,使陰極上發(fā)生濺射。陰極濺射是輝光放電陰極上一個(gè)特殊過程,如陰極濺射可以清除陰極表面不同性質(zhì)的附著層,可以獲得金屬膜附著在金屬、玻璃、陶瓷、云母等材料上面。