关于等离子体表面处理仪使用气体（气氛）的一些说明

在等离子体表面处理工艺中，人们通常在低气压等离子体中掺入特定的电负性气体来调节粒子种类、通量和能量，改变等离子体化学特性，客观上微控着衬底材料表面的物理与化学的协同作用。

等离子体表面处理仪放电时使用的气体种类不仅关系到放电的可行性，放电参数设置的要求，还会对材料表面的处理效果有非常大的影响。等离子体表面处理通常是使用非聚合性气体气氛。非聚合性气体又可以分为反应性气体和非反应性气体。非反应性气体通常是惰性气体，如氩气、氦气。常用的反应性气体包括氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等。等离子体中的活性粒子与所要处理的材料表面发生碰撞，将能量传递给材料表面，表面的化学键可能会发生断裂，形成自由基。理论上讲，非反应性气体作为等离子体氛围时，只与材料表面发生能量交换，而反应性气体则既有能量交换，又有物质的交换。所以使用反应性气体时，表面的反应会更加复杂，通常表面改性的效果也较好，但是因为不同的气体电离效果不同，传递能量的能力也不一样，所以不同的条件下可能会有不同的结论。使用含氧气体作为等离子体气氛时，可以在表面引入大量的含氧基团，如羟基、羰基、羧基等如下所示：

O2→2O·

RH+O·→R·+HO·

RH→R1·+R2·

R·+O2→ROO·

ROO·+RH→ROOH+R·

ROOH→RO·+HO·

使用含氧的其它气体如水和二氧化碳时，在等离子体的作用下会分解出氧原子，也可以起到同样的作用。使用氮气或者氨气等离子体氛围时，则可以在材料表面形成大量的含氮基团。通常含氧基团和含氮基团都可以增加表面能，增强表面的亲水性，从而增强印染性能，粘结性能等。

使用等离子体表面处理仪对材料表面进行等离子体处理时，所使用的介质气体直接影响到处理效果。需要根据等离子体设备和所要处理的材料以及想要达到的目的选择合适的介质气体。