De basisprincipes van plasmabehandeling: wat is plasma?
Tot aan de jaren ‘50 dacht men dat er maar drie vormen van materie bestonden: vaste stoffen, vloeistoffen, en gassen. Daar kwam verandering in toen een Deense ingenieur het bestaan van plasma ontdekte. Maar wat is plasma eigenlijk?
Wat is plasma en plasmabehandeling?
Plasma is materie die bestaat uit ionen en elektronen. Het is in feite geëlektrificeerd gas: gas dat geladen is met bewegende elektronen en zowel negatieve als positieve toestand.
Deze situatie ontstaat wanneer een gas van nog meer energie wordt voorzien, waardoor de negatief geladen elektronen uit de atoomkern worden losgebroken.
Een meer diepgaande beschrijving van plasma is dat het een deels geïoniseerd gas betreft. Dit is een mengsel van neutrale atomen, atomaire ionen, elektronen, moleculaire ionen en moleculen in zowel geëxciteerde als grondtoestand. De ladingen (positief en negatief) houden elkaar in evenwicht; een groot deel van deze ladingen is elektrisch neutraal.
De hoge elektrische geleidbaarheid van plasma is te danken aan deze geladen geeltjes. Omdat plasma bestaat uit elektronen, moleculen of neutrale gasatomen, positieve ionen, UV-licht, en geëxciteerde gasmoleculen en atomen, heeft het een flinke hoeveelheid interne energie. En wanneer al deze moleculen, ionen en atomen samenkomen en interageren met een bepaald oppervlak, vindt de plasmabehandeling plaats.
Door de selectie van het gasmengsel, druk, vermogen etc. is het mogelijk om het effect van plasmabehandeling op elk gewenste oppervlak te bepalen en nauwkeurig af te stemmen.
Solving your adhesion problems
We have more than 40 years of experience in delivering and manufacturing quality, high-end surface treatment products for any industry.
Tantec has both standard machines, but also custom-designed machines.
Contact us today and get a quote. We are standing by to service you.
Solving your adhesion problems
We have more than 40 years of experience in delivering and manufacturing quality, high-end surface treatment products for any industry.
Tantec has both standard machines, but also custom-designed machines.
Contact us today and get a quote. We are standing by to service you.
Neem vandaag nog contact met ons op en vraag een offerte aan
Wij hebben meer dan 40 jaar ervaring in het leveren en produceren van kwalitatief hoogwaardige oppervlaktebehandelingsproducten voor alle industrietakken.
Tantec biedt zowel standaard machines als op maat gemaakte machines.
Neem vandaag nog contact met ons op en vraag een offerte aan! Wij zijn u graag van dienst.
Hoe plasmabehandeling wordt uitgevoerd
Plasmabehandeling wordt meestal uitgevoerd in een gevacumeerde kamer of behuizing (vacuümplasma). Eerst wordt de lucht in de kamer of behuizing weggepompt,
waarna het gas met lage druk de ruimte in stroomt. Dit gebeurt voordat er energie (elektriciteit) wordt toegepast. Een belangrijk feit is dat plasmabehandeling, wanneer deze bij lage temperatuur wordt uitgevoerd, zeer geschikt is voor het behandelen van hittegevoelige materialen.
Dit soort plasma worden ook wel ‘koud plasma’ genoemd. Koude plasmabehandeling wordt voornamelijk gebruikt voor reiniging, oppervlakteactivering, afzetting en etsen. Als u meer wilt weten over plasma-etsen, dan raden we u aan om ons artikel over dit onderwerp te lezen. Lees hier ook over plasmareiniging en waarvoor het wordt gebruikt.
Bekijk de lijst met op maat aanpasbare plasmabehandelaars die we voor verschillende industrietakken aanbieden.
Automatische apparaten voor oppervlaktebehandeling
Nuttig voor het voorbehandelen van oppervlakken
Op industrieel niveau worden plasmabehandelingen gebruikt voor het behandelen van oppervlakken van verschillende materialen voordat deze gecoat, bedrukt of verlijmd worden. Het kan dus ook worden beschouwd als een soort voorbehandeling van oppervlakken. Plasmabehandeling verwijdert alle verontreinigingen op het oppervlak van een materiaal die daar niet horen, zodat de verdere behandeling beter kan plaatsvinden. Onbehandelde kunststof en vergelijkbare materialen hebben een gladde structuur, waardoor prints en coatings er niet goed op blijven zitten.
Kunststof bestaat uit polypropyleen en is homopolair, wat betekent dat het niet makkelijk met andere stoffen bindt.
Met plasmabehandeling kunnen dit soort oppervlakken op effectieve manier voorbehandeld en daarmee geactiveerd worden, waarna verlijming, bedrukking of lakken kan plaatsvinden. Ook keramische stoffen en glas kunnen op deze manier behandeld worden. Bij plasmabehandeling wordt over het algemeen gebruik gemaakt van industriële zuurstof als procesgas, waardoor het ook wel bekend staat als zuurstofplasma.
In veel plasma-oppervlaktebehandelingen wordt echter ook gebruik gemaakt van atmosferisch gas, een benadering die dus bekend staat als atmosferisch plasma. Afhankelijk van het type materiaal dat met plasma wordt behandeld, kunnen de effecten slechts enkele minuten of vele maanden prominent aanwezig blijven.
Benieuwd naar plasmabehandelingstechnologie? Vraag een offerte aan of stel een vraag.
Video: VacuTEC GoPro inside vacuum chamber
Plasma treatment FAQ
Wat is plasma?
Plasma is één van de vier fundamentele toestanden van materie. Vaste stoffen, vloeistoffen en gassen kennen we allemaal goed: we komen ze immers elke dag tegen.
Plasma daarentegen komt onder normale omstandigheden niet op aarde voor, maar kan worden opgewekt door energie toe te voegen aan gas. Dit wordt gedaan door gas bloot te stellen aan elektrische stroom. Hierdoor worden de gasmoleculen geïoniseerd, wat betekent dat de elektronen los raken van de moleculen.
Het resultaat is plasma, een uiterst elektrisch geleidbare stof die met elk soort oppervlak kan interageren. Vanaf dit moment is behandeling van elk gewenst oppervlak mogelijk door het bloot te stellen aan het plasma. Het precieze effect van deze behandeling is nauwkeurig te sturen door voor elk product het juiste gasmengsel en de juiste procesparameters te kiezen.
Waar wordt plasmabehandeling voor gebruikt?
Plasmabehandeling wordt gebruikt om het oppervlak van een object te bewerken.
Veel vaste materialen hebben een lage oppervlakte-energie. Dat zorgt voor een lage bevochtigbaarheid en slechte hechtingseigenschappen. Met behulp van plasmabehandeling kunnen deze materialen worden voorbereid voor verdere bewerking door hun oppervlakte-energie te verhogen en tegelijkertijd verontreinigingen uit het productieproces te verwijderen.
Dit verhoogt de kwaliteit en levensduur van elke coating of bedrukking die op het oppervlak wordt aangebracht en verbetert de hechtingseigenschappen. Plasmabehandeling heeft alleen invloed op het oppervlak van een voorwerp: verder blijft het precies hetzelfde.
Wat zijn de belangrijkste effecten van plasmabehandeling?
De belangrijkste effecten van plasmabehandeling zijn:
- Reiniging van het oppervlak: Plasmabehandeling verwijdert alle verontreinigingen op een materiaaloppervlak die daar niet horen. Daardoor blijft een ultraschoon oppervlak achter dat beter geschikt is voor verdere bewerking.
- Activering van het oppervlak: Plasmabehandeling verhoogt de oppervlakte-energie van laagenergetische oppervlakken, waardoor de bevochtigbaarheid en de hechtingseigenschappen worden verbeterd.
- Oppervlakte-eigenschappen: In dien gewenst kunnen er extra oppervlaktekenmerken worden aangebracht, bijvoorbeeld vloeistofafstotendheid of lage wrijving.
Hoe werkt plasmabehandeling?
Plasma bestaat uit elektronen, moleculen of neutrale gasatomen, positieve ionen, UV-licht, en geëxciteerde gasmoleculen en atomen, en bevat daardoor een flinke hoeveelheid interne energie. Wanneer al deze moleculen, ionen en atomen samenkomen en interageren met een bepaald oppervlak, vindt de plasmabehandeling plaats.
Plasmabehandeling wordt meestal uitgevoerd in een gevacumeerde kamer of behuizing. Eerst wordt de lucht in de kamer of behuizing weggepompt, waarna het gas met lage druk de ruimte in stroomt. Dit gebeurt voordat er elektrische energie wordt toegepast. Het effect van de plasmabehandeling kan nauwkeurig worden gestuurd door gebruik te maken van speciale gasmengsels, druk of vermogen.
Kan ik warmtegevoelige onderdelen behandelen met plasma?
Wanneer het bij lage temperatuur wordt uitgevoerd is plasmabehandeling zeer geschikt voor het bewerken van hittegevoelige materialen. Dit soort plasma worden ook wel ‘koud plasma’ genoemd.
Hoe lang duurt een plasmabehandeling?
De doorlooptijd van de behandeling is vaak kort: afhankelijk van de behandelingstechnologie, het behandelde materiaal en de grootte van het onderdeel duurt het doorgaans tussen 2 en 120 seconden.
Hoe lang gaat het effect van een plasmabehandeling mee?
Een plasmabehandeling kan slechts uren of juist vele jaren meegaan: het hangt af van het materiaal, de uitgevoerde behandeling, en de omstandigheden waarop het materiaal vervolgens wordt opgeslagen. Over het algemeen wordt aanbevolen om zo snel mogelijk na een plasmabehandeling met verdere bewerking te beginnen. Tests met polymeeroppervlakken laten echter 28 dagen na de behandeling nog steeds een aanzienlijke resterende mate van activering zien.
Hoe goed hechten met plasma behandelde onderdelen?
De hechtingsverbetering kan variëren van een tweevoudige tot een tienvoudige toename van de overlap-afschuifsterkte en afpelsterkte vergeleken met onbehandelde onderdelen.
Is plasmabehandeling milieuvriendelijk?
Plasmabehandelingen zijn een stuk milieuvriendelijker dan traditionele oppervlaktebehandelingsmethoden, waarbij vaak gebruik wordt gemaakt van hoge temperaturen of vloeibare chemicaliën.
In de meeste gevallen zijn geen speciale procesgassen nodig, en bijproducten zoals CO of CO2 komen niet in giftige hoeveelheden voor. Als er NOx wordt geproduceerd, kan dit met standaard afzuigkappen worden afgevoerd.
Waarom heet het ‘koude plasmabehandeling’?
Men noemt het koude plasmabehandeling omdat de plasmabehandeling bij lage temperatuur wordt uitgevoerd, zodat hittegevoelige materialen makkelijk kunnen worden bewerkt.
Medische industrie
Automotive
Kabels en leidingen