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。

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)。”

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

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