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低溫等離子體技術的應用

suanjunihao ? 來源:suanjunihao ? 作者:suanjunihao ? 2023-02-27 17:54 ? 次閱讀

低溫等離子體技術的應用

近年來,等離子體技術的使用范圍正在不斷擴大。

近年來,等離子體技術的使用范圍正在不斷擴大。在半導體制造、殺菌消毒、醫(yī)療前線等諸多領域,利用等離子體特性的應用不斷壯大。CeraPlas? 是TDK 開發(fā)的等離子體發(fā)生器,與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,它可以在緊湊的封裝中產(chǎn)生低溫等離子體*1,并具有更低的功耗。它有望促進各種設備的開發(fā),使離子體技術更容易使用。

什么是等離子體?它有哪些特點和應用

您可能聽說過等離子體這個詞,但大多數(shù)人可能不明就里。等離子體是物質的第四種狀態(tài),既非固體,也非液體和氣體。它是指電子與原子和離子分離的情況,當對氣體施加高能量時,電子會相互混合。等離子體的常見例子包括閃電、極光和蠟燭火焰,據(jù)說它構成了宇宙 99.9% 以上的物質。

在我們的日常生活中,等離子體用于熒光燈和霓虹燈管等照明應用,還用于金屬加工,例如工廠中的電弧焊。

低溫大氣壓等離子體的發(fā)展前景

等離子體技術的進步使得等離子體能夠在低溫和大氣壓下穩(wěn)定地產(chǎn)生,而過去只能在真空或高溫等特殊環(huán)境中才能產(chǎn)生等離子體。為了區(qū)別于傳統(tǒng)的高溫等離子體,人們稱之為低溫大氣壓等離子體(低溫等離子體)。

低溫等離子體照射材料會產(chǎn)生多種影響。它們可以通過分解有機材料來清潔和消毒物體,通過增加潤濕性幫助油墨和涂料均勻地粘附在材料上,或者通過活化表面來增加粘合劑的強度。

由于這些特性,低溫等離子體被用于半導體制造和各種其他工業(yè)設備中。此外,等離子體技術無需化學物質即可清潔和消毒表面,安全性高,在食品和醫(yī)療設備等更廣泛領域具有應用潛力。

然而,傳統(tǒng)的低溫等離子體發(fā)生器需要高電壓,因此離不開單獨的變壓器組件和高頻發(fā)生器,導致設備尺寸大,功耗高。

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由于低溫等離子體可以處理表面,清潔和消毒對溫度敏感或難以用液體清洗的材料,因此被用于制造和醫(yī)療領域。

開發(fā)突破性的緊湊型等離子體發(fā)生器

TDK 利用在壓電致動器*3量產(chǎn)技術和積層陶瓷技術*4方面長期積累的專業(yè)知識,開發(fā)出全球首臺使用壓電變壓器*2的等離子體發(fā)生器 CeraPlas。這一突破性的產(chǎn)品是與德國 RELYON Plasma、TDK 集團公司和領先的等離子體發(fā)生器制造商共同研發(fā)的。

CeraPlas 使用壓電變壓器提供升壓功能,通過獨特的制造方法成功集成等離子體發(fā)生器,實現(xiàn)了緊湊、輕型、低功耗的等離子體發(fā)生器。

CeraPlas 安裝在一個尺寸為 70.6 x 6 x 2.75 毫米的緊湊型棒狀外殼中,采用 12 伏電源供電,無需特殊電源。這將有助于基于 CeraPlas 的等離子體發(fā)生器的小型化。

CeraPlas? 產(chǎn)生的等離子體。由于溫度低于 50°C,因此可以在不影響材料的情況下進行表面處理等工藝。

Piezobrush? 由RELYON Plasma 開發(fā),是首款基于 CeraPlas 的等離子體發(fā)生器。piezobrush 緊湊、重量輕,可以像筆一樣握在手中,操作方便。RELYON Plasma的 總經(jīng)理 Stefan Nettersheim 博士介紹了 piezobrush 的優(yōu)勢。“TDK 的 CeraPlas 使 piezobrush 這樣的小型便攜式等離子體發(fā)生器成為可能。我們能夠將電源和驅動電路設計為一個非常緊湊的模塊,無需大型驅動電路或冷卻系統(tǒng)。”

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邁向醫(yī)療應用并廣泛應用于其他各種領域

Piezobrush 憑借手持操作和精細操作能力,使等離子體擴展至以前難以進入的領域。其中一個領域便是種植牙的治療。當?shù)蜏氐入x子體用于結合不同的材料或著色義齒時,可以提高結合強度,并且可以通過增加潤濕性來改善著色均勻性。此外,研究表明,種植體表面增加的潤濕性可以提高與生物組織的親和力。這在牙科技術高度發(fā)達的歐洲引起了關注。 買電子元器件現(xiàn)貨上唯樣商城

低溫等離子體適用于廣泛領域,包括制造、塑料表面活化和種植體處理。Nettersheim 博士繼續(xù)說道:“基于 CeraPlas 的 Piezobrush 緊湊且功耗低,堪稱引領等離子體技術的設備。未來,我們可以期待廣泛的應用,包括醫(yī)療領域。低溫等離子體的用途將繼續(xù)擴大。”

CeraPlas? 與 Piezobrush? PZ3

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圖:TDK 的緊湊型等離子體發(fā)生器 CeraPlas(左)和低溫等離子體發(fā)生器 Piezobrush(右)。

術語解說

*1. 低溫等離子體:只有電子溫度高的等離子體稱為非熱平衡等離子體(低溫等離子體)。它與熱平衡等離子體(熱等離子體)相反,熱平衡等離子體中電子溫度與氣體和離子的溫度處于平衡狀態(tài)。高電子溫度對消毒、清潔和表面活化很有效。

*2. 壓電變壓器:一種利用壓電陶瓷特性來轉換電壓的裝置。

*3. 壓電傳動裝置:一種通過向壓電陶瓷材料施加電壓來提取機械能的組件,與施加力時材料產(chǎn)生電能的過程相反。

*4. 積層陶瓷技術:一種制造積層陶瓷貼片電容器 (MLCC) 的關鍵技術。通過一系列生產(chǎn)技術,將陶瓷原料制成片材,印刷內(nèi)部電極,層層堆疊,壓制、切割和燒結。

審核編輯黃宇

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