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等離子體是地球上第四態(tài)物質(zhì)，并列于氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。等離子體為部分或全部電離氣體，由帶電離子和自由電子組成的物質(zhì)形態(tài)，其中包括中性和激發(fā)態(tài)原子、分子、電子、中性基團、輻射光子、正負離子、自由基以及活潑性反應(yīng)物質(zhì)。

等離子體表面處理技術(shù)是利用等離子高能粒子與材料表面發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，改變材料表面特性。由于其具有增強界面粘接作用、清潔材料表面、改變體積及形狀等優(yōu)點，引起了科研工作者的廣泛討論與研究。

低溫等離子體材料表面處理優(yōu)點：

等離子體表面處理得到了越來越多關(guān)注和研究，主要有以下優(yōu)點：

a. 環(huán)境方面：等離子體改性為干式改性工藝，與濕法工藝相比，改性過程中無廢料、廢液產(chǎn)生，在節(jié)省能源同時又避免對環(huán)境造成不可逆危害。

b. 材料方面：等離子體只對材料表面而非整個材料進行改性，深度僅有幾百納米，不會改變和損害材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，材料基本性能不受影響。

c. 效果方面：低溫等離子改性能量高，可實現(xiàn)超常條件下以及催化條件下都無法進行的反應(yīng)，時間短，效率高，處理效果均勻性好。

d. 成本及操作方面：等離子體表面處理儀操作簡單，成本較低，管理維修方便，有利于進行工業(yè)化推廣。

低溫等離子體材料表面處理原理:

等離子體處理需要在氣體氛圍中進行，常見有空氣、氮氣、氧氣、氬氣、氦氣氫氣等。通過選擇合適的氣體或氣體組合(主要是O2、H2、N2、NH3、空氣和惰性氣體)，并對等離子體參數(shù)(例如功率、能量、時間和氣體流速等)進行優(yōu)化，可以實現(xiàn)材料表面的功能化，如改善材料的潤濕性、化學(xué)反應(yīng)性、粘附性能等。

對材料進行表面改性處理是將樣品材料置于氣體(Ar、H2、N2、CO、NH3、O3)等離子體中，經(jīng)過等離子體氣體放電轟擊樣品表面，樣品表面會引入新的官能團或改變分子鏈的結(jié)構(gòu)，以改善材料表面的親水性、粘結(jié)性以及生物相容性能

多年來，低溫等離子體已被用作一種無害且未來的加工方法，通過改變表面特性來改善材料的各項性能。目前，等離子處理通用來對材料進行表面改性以達到表面清潔，便于印刷、涂布和粘結(jié)的作用。低溫等離子體處理材料的機理表明等離子體中離子的能量等于或超過材料表面的許多共價鍵能，破壞材料表面活性基團，如共價鍵。此外，在放電過程中，高能等離子體粒子轟擊表面的過程中會導(dǎo)致材料表面形態(tài)在微米到納米范圍內(nèi)發(fā)生巨大變化。