عملية البلمرة المباشرة بالبلازما

عملية البلمرة المباشرة بالبلازما

تعتبر عملية بلمرة البلازما بسيطة نسبيًا لكل من معدات بلمرة الأقطاب الكهربائية الداخلية ومعدات بلمرة الأقطاب الكهربائية الخارجية، ولكن اختيار المعلمات أكثر أهمية في بلمرة البلازما، لأن المعلمات لها تأثير أكبر على بنية وأداء أفلام البوليمر أثناء بلمرة البلازما.

خطوات تشغيل البلمرة البلازمية المباشرة هي كما يلي:

(1) التنظيف بالمكنسة الكهربائية

يجب ضخّ الفراغ الخلفي للبلمرة في ظروف الفراغ إلى 1.3×10-1 باسكال. في تفاعلات البلمرة التي تتطلب متطلبات خاصة للتحكم في محتوى الأكسجين أو النيتروجين، يكون مُتطلب الفراغ الخلفي أعلى من ذلك.

(2) مونومر تفاعل الشحنة أو الغاز المختلط من الغاز الحامل والمونومر

تتراوح درجة الفراغ بين 13 و130 باسكال. لبلمرة البلازما التي تتطلب عملاً، يجب اختيار وضع التحكم في التدفق ومعدل التدفق المناسبين، وعادةً ما يكون 10.100 مل/دقيقة. في البلازما، تتأين جزيئات المونومر وتتفكك بقصف الجسيمات النشطة، مما ينتج عنه جسيمات نشطة مثل الأيونات والجينات النشطة. يمكن للجسيمات النشطة التي تُنشّطها البلازما أن تخضع لبلمرة البلازما عند نقطة التقاء الطور الغازي بالطور الصلب. المونومر هو مصدر المادة الأولية لبلمرة البلازما، ويجب أن يتمتع غاز التفاعل والمونومر الداخلان بنقاء معين.

(3) اختيار مصدر طاقة الإثارة

يمكن توليد البلازما باستخدام مصادر طاقة تيار مستمر، أو ترددات عالية، أو ترددات راديوية، أو موجات ميكروويف لتوفير بيئة بلازما مناسبة للبلمرة. ويُحدد اختيار مصدر الطاقة بناءً على متطلبات بنية البوليمر وأدائه.

(4) اختيار وضع التفريغ

بالنسبة لمتطلبات البوليمر، يمكن لبلمرة البلازما اختيار وضعين للتفريغ: التفريغ المستمر أو التفريغ النبضي.

(5) اختيار معلمات التفريغ

عند إجراء بلمرة البلازما، يجب مراعاة معاملات التفريغ من معاملات البلازما وخصائص البوليمر ومتطلبات البنية. يُحدد مقدار الطاقة المُطبقة أثناء البلمرة بحجم حجرة التفريغ، وحجم القطب، ومعدل تدفق المونومر وبنيته، ومعدل البلمرة، وبنية البوليمر وأدائه. على سبيل المثال، إذا كان حجم حجرة التفاعل لترًا واحدًا وتم اعتماد بلمرة بلازما الترددات الراديوية، فستتراوح طاقة التفريغ بين 10 و30 واط. في هذه الظروف، يمكن للبلازما المُولّدة أن تتجمع لتكوين طبقة رقيقة على سطح قطعة العمل. يختلف معدل نمو غشاء بلمرة البلازما باختلاف مصدر الطاقة، ونوع المونومر ومعدل التدفق، وظروف العملية. يتراوح معدل النمو عمومًا بين 100 نانومتر/دقيقة و1 ميكرومتر/دقيقة.

(6) قياس المعاملات في بلمرة البلازما

تتضمن معلمات البلازما ومعلمات العملية التي يجب قياسها في بلمرة البلازما ما يلي: جهد التفريغ، تيار التفريغ، تردد التفريغ، درجة حرارة الإلكترون، الكثافة، نوع مجموعة التفاعل والتركيز، إلخ.

——تم نشر هذه المقالة بواسطة شركة Guangdong Zhenhua Technology، وهي شركةمُصنِّع آلات الطلاء البصري.