用空氣等離子對(duì)導(dǎo)電性材料進(jìn)行處理的方法及裝置的制作方法

專利名稱：用空氣等離子對(duì)導(dǎo)電性材料進(jìn)行處理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用等離子對(duì)由導(dǎo)電性材料制成的物體進(jìn)行處理的方法。本發(fā)明尤其涉及通過(guò)空氣等離子對(duì)通過(guò)諸如軋制或拉拔之后得到的箔片或線材(wire)形狀的物體進(jìn)行的處理。
背景技術(shù)：
對(duì)材料的處理可以包含以下操作的一種或幾種清洗箔片或線材的一個(gè)面或兩個(gè)面，以去除有機(jī)殘留物、工藝用油和潤(rùn)滑脂。
去臭。
消毒，殺菌。
活化表面，以改善粘合性能或可濕性。
通過(guò)熔合微裂紋、拋光或形成表面合金改變表面層。
去皮(stripping)。
退火，用以消除內(nèi)應(yīng)力。
淀積膜。
使用用于清洗軋制箔片或線材的表面以去除在其制造過(guò)程中使用的潤(rùn)滑油殘留物的方法和裝置是一種公知常識(shí)。最常使用的處理裝置是擴(kuò)散爐、煤氣燈、化學(xué)浴、噴汽器、產(chǎn)生阻擋型放電或靜電放電的裝置和等離子流裝置。
不管使用空氣或氧氣，用于清洗金屬箔片的擴(kuò)散爐的缺點(diǎn)在于它們需要消耗較高的電能，并且操作周期較長(zhǎng)。如果要清洗以卷形物的形式裝入爐內(nèi)的箔片，即使不需幾個(gè)星期，也要花費(fèi)幾天時(shí)間。其工藝包含加熱卷形物的步驟，在該步驟中，使得空氣或氧氣滲入各層箔片之間，以氧化有機(jī)殘留物，并主要通過(guò)擴(kuò)散去除卷形物中相互緊緊壓在一起的各層箔片之間的殘留氣體。
因此，這種爐子的生產(chǎn)率或效率都較低。擴(kuò)散爐僅用于對(duì)于材料的清洗或退火。
由于直線火焰噴燈效率較低以及包含碳產(chǎn)物的火焰成分變化的有限性所以很少使用直線火焰噴燈。火焰噴燈一般僅用于對(duì)于材料的清洗或退火。
化學(xué)浴使用大量的化學(xué)用品，并且這些用品需要被循環(huán)利用。由于循環(huán)利用的成本較高，并且需要遵循越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，所以這種方法的使用也具有局限性。
噴汽器用于對(duì)線材的清洗。這種清洗效率較低，在實(shí)際中僅用于初步的粗加工工藝，其后一般需要化學(xué)清洗。
使用阻擋型或靜電型放電的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以對(duì)材料進(jìn)行均勻的處理。但是由于這些方法的生產(chǎn)率有限，所以不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
相對(duì)而言，由于高度激活的氣體實(shí)現(xiàn)該處理，且氧化是等離子化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，所以通過(guò)空氣等離子流進(jìn)行處理更有效些。并且，由于它可實(shí)現(xiàn)較高的能量密度，所以生產(chǎn)率也較高。一般而言，等離子流處理裝置簡(jiǎn)單、廉價(jià)且適應(yīng)性強(qiáng)。并且，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)表面的清洗，對(duì)薄膜的退火、去皮(stripping)或淀積，并且可以對(duì)等離子氣體的成分進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)所實(shí)施的處理。
使用等離子流的方法的缺點(diǎn)在于，很難在箔片或線材的整個(gè)表面上實(shí)現(xiàn)均勻的處理。
為了克服該缺點(diǎn)，一些技術(shù)人員嘗試設(shè)計(jì)使用直線等離子體管部件以產(chǎn)生等離子幕的裝置。
例如，在公開(kāi)號(hào)WO97/18693中描述了等離子發(fā)生器，在該等離子發(fā)生器中通過(guò)疊加由具有兩噴嘴的多個(gè)等離子管產(chǎn)生的多個(gè)等離子流而產(chǎn)生幕形等離子。該方法的缺點(diǎn)在于，在大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用情況下無(wú)法實(shí)現(xiàn)諸如溫度等參數(shù)的均勻分布。事實(shí)上，在任何情況下，通過(guò)等離子管氣體的流動(dòng)及其速度分布都使用無(wú)法得到參數(shù)的所需均勻分布。即使當(dāng)溫度在整個(gè)幕的長(zhǎng)度上是均勻的，這也不足以說(shuō)明等離子的速度及/或成分會(huì)是均勻的，這會(huì)導(dǎo)致處理的不均勻。
并且，由于在使用該類型的直線等離子發(fā)生器對(duì)金屬箔片進(jìn)行處理時(shí)需要箔片快速通過(guò)等離子幕，移動(dòng)的箔片會(huì)阻礙氣體或空氣的流動(dòng)。這種氣體的紊亂會(huì)與等離子流相互干涉，使得等離子變冷并變得紊亂，從而損失以粒子勢(shì)能的形式存在的能量。在冷卻后，處理的效率會(huì)迅速下降。紊流可以導(dǎo)致受處理箔片產(chǎn)生形變，諸如變皺，這種情況主要發(fā)生在箔片較薄的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)等離子處理方法提高處理的均勻性，該方法尤其用于對(duì)含有重要表面的物體進(jìn)行處理的工業(yè)應(yīng)用中，特別在于用于處理需要較高的處理速度的箔片或諸如線材的物品，本發(fā)明還提供了實(shí)施這些方法的裝置。
需要提供可靠、迅速和廉價(jià)的等離子處理工藝和裝置，以用于實(shí)施該方法，該工藝和裝置尤其用于對(duì)導(dǎo)電性材料的箔片或線材進(jìn)行的處理。
并且，需要提供實(shí)施該方法的工藝和裝置，且該工藝和裝置可用于諸如對(duì)于膜的清洗、退火和淀積，表面激活，去皮和消毒等操作，或上述操作的組合。
通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的方法和用于實(shí)施該方法的根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
在本發(fā)明中，由空氣等離子對(duì)由導(dǎo)電性材料制成的受處理物體進(jìn)行處理的方法包含通過(guò)等離子發(fā)生器產(chǎn)生等離子流，將等離子流施加于受處理物體的受處理表面上，受處理物體相對(duì)于等離子發(fā)生器產(chǎn)生位移，其特征在于，至少一個(gè)等離子流是陰極流，并且至少一個(gè)等離子流是陽(yáng)極流，將該陽(yáng)極流施加于鄰近陰極流的所述受處理表面的處理區(qū)域上。根據(jù)本發(fā)明的該方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可以將其運(yùn)用于通過(guò)連續(xù)工藝制造的或具有較大表面積的機(jī)器制造物體，該機(jī)器制造物體諸如金屬箔片、金屬線材或由金屬板材制成的車體零件。
產(chǎn)生陰極等離子流和陽(yáng)極等離子流的電流分為三部分。一部分為流過(guò)受處理物體的I3，另兩部分分別為輸送到陽(yáng)極等離子流和陰極等離子流的電流I1、I2。
優(yōu)選下述方案陰極流與受處理表面之間形成銳角α角，陽(yáng)極流與受處理表面之間形成β角，該β角大于陰極流和受處理表面之間形成的α角。在供替代的方案中，陽(yáng)極流與受處理表面之間的β角接近或基本上等于90°，且陰極流與受處理表面之間形成的α角在25°和60°之間。
陰極流的脈沖能量?jī)?yōu)選大于從陽(yáng)極流得到的能量。
由于可以保證陽(yáng)極斑點(diǎn)以特定方式沿受處理表面移動(dòng)，所以本發(fā)明的方法可以獲得均勻性的處理。陽(yáng)極斑點(diǎn)的移動(dòng)使得可以減少形成于受處理表面上的邊界層的影響。該方法可以提高處理的均勻性，一方面在于通過(guò)加熱邊界層而出現(xiàn)陽(yáng)極斑點(diǎn)的位移，另一方面在于它們?cè)谧陨泶艌?chǎng)的作用下產(chǎn)生的斑點(diǎn)位移。電流的橫向離位(delocalisatin)可以保證熱處理和等離子-化學(xué)處理沿整個(gè)受處理表面均勻分布。
在適于通過(guò)等離子體處理箔片或線材的方法中，使用陰極斑點(diǎn)和陽(yáng)極斑點(diǎn)可以增加該方法的熱效率。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施該工藝的裝置包含至少一個(gè)陰極等離子流發(fā)生器和至少一個(gè)陽(yáng)極等離子流發(fā)生器，其排列使得陽(yáng)極流被施加于鄰近陰極流的受處理表面的處理區(qū)域上。
為等離子流提供電流的裝置包含由受處理物體的一部分封閉的環(huán)，和用于改變流過(guò)受處理物體的電流I3的裝置。
為了增加施加等離子的受處理表面的表面積，以在橫向處理時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的均勻性，等離子發(fā)生器的等離子流可以與受處理物體相對(duì)于等離子發(fā)生器的移動(dòng)方向之間形成銳角γ角。
通過(guò)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使得安培力產(chǎn)生等離子流的掃描(sweeping)振蕩，可以在橫向?qū)崿F(xiàn)均勻處理。磁場(chǎng)的振蕩頻率ν優(yōu)選等于或高于受處理物體的相對(duì)移動(dòng)速度與等離子流的直徑之間的比。
處理裝置最好可以包含一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)等離子流的反應(yīng)氣體流，以加寬或壓縮對(duì)準(zhǔn)受處理物體的等離子流，并由此提高處理的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明一方面的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)施等離子時(shí)，通過(guò)外部振動(dòng)發(fā)生器或通過(guò)等離子發(fā)生工藝，在受處理物體上產(chǎn)生聲振動(dòng)或超聲振動(dòng)，例如，產(chǎn)生頻率接近受處理物體的共振頻率的沖擊波或聲波?？梢酝ㄟ^(guò)電脈沖產(chǎn)生等離子而產(chǎn)生沖擊波，其中，所施加電脈沖的電流幅的上升邊的持續(xù)時(shí)間應(yīng)足夠短，從而使得電流幅的增加過(guò)程是等容的。所施加的電脈沖的頻率優(yōu)選接近或等于聲振動(dòng)的頻率。
在處理線材的實(shí)施例中，可以使陰極流和陽(yáng)極流沿受處理線材移動(dòng)的軸形成漏斗形狀。
在處理箔片的實(shí)施例中，處理裝置可在等離子施加區(qū)域的上游具有使空氣穩(wěn)定流動(dòng)的裝置，該裝置包含導(dǎo)流片，可以通過(guò)調(diào)整它們的位置并因此可調(diào)整從受處理箔片分離的空氣的量的定量給料的機(jī)制，控制該導(dǎo)流片。也可以在等離子實(shí)施區(qū)域的下游配置該裝置，使得冷卻的導(dǎo)流片產(chǎn)生層流。
被受處理箔片阻礙的流動(dòng)空氣的分層現(xiàn)象使得可以避免薄膜出現(xiàn)任何形式的卷曲，并實(shí)質(zhì)上增加等離子處理的效率。
陰極發(fā)生器和陽(yáng)極發(fā)生器可以在受處理箔或線材的橫向交替排列，使得給定極性的各發(fā)生器的軸與兩鄰近的極性相反的發(fā)生器的軸之間的距離相等。
處理裝置可以包含兩個(gè)相同的分列于導(dǎo)電性材料箔片兩邊的等離子發(fā)生器，以同時(shí)或依次處理該箔片的兩個(gè)面。


通過(guò)權(quán)利要求，并通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明以及下面的附圖，本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加明顯。
圖1為用于處理箔片的裝置的簡(jiǎn)化透視圖，該裝置包含根據(jù)本發(fā)明的等離子處理裝置；
圖2為用于處理箔片的裝置的簡(jiǎn)化剖面圖，該裝置包含根據(jù)本發(fā)明的等離子處理裝置；圖3為根據(jù)本發(fā)明使用等離子流的處理裝置的簡(jiǎn)化剖面圖；圖4a為沿平行于受處理箔片的平面方向的正視圖，用于說(shuō)明電極和等離子流的布局；圖4b為沿圖4a中箭頭IVb的方向的視圖；圖4c為沿垂直于受處理箔片的平面方向的視圖，用于說(shuō)明圖4b所示的供選擇實(shí)施例中的電極和等離子流的布局；圖4d為沿圖4c中箭頭IVd的方向的視圖；圖4e為沿平行于受處理箔片的平面方向的視圖，用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，位于箔片兩邊的電極和等離子流的布局；圖4f為沿平行于受處理箔片的平面方向的視圖，用于說(shuō)明根據(jù)圖4e所示的供選擇實(shí)施例，位于箔片兩邊的電極和等離子流的布局；圖5為通過(guò)等離子流處理箔片的裝置的視圖，在該裝置中沒(méi)有陽(yáng)極；圖6為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明，作用于受處理箔片表面的等離子流的移動(dòng)的示意圖；圖7a-7d為對(duì)處理后的箔片進(jìn)行可濕性試驗(yàn)的示意圖；圖7e為在處理后接受純度試驗(yàn)的處理后的箔片；圖8a為經(jīng)過(guò)根據(jù)本發(fā)明的等離子處理退火后的鋁箔的SEM(掃描電子顯微鏡)圖像；圖8b為未經(jīng)處理的鋁箔的表面的SEM圖像；圖8c為由根據(jù)本發(fā)明的等離子方法處理的疊層鋁箔的剖面SEM圖像；圖9為本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化透視圖，該實(shí)施例包含用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置；圖10a為根據(jù)本發(fā)明，對(duì)線材進(jìn)行處理的等離子處理裝置的簡(jiǎn)化透視圖；圖10b為根據(jù)圖10a，對(duì)線材進(jìn)行處理的等離子處理裝置的簡(jiǎn)化剖面圖；圖11a為根據(jù)本發(fā)明，用于處理金屬箔片的等離子發(fā)生器的布局示意圖，在該等離子發(fā)生器中，一部分處理氣體對(duì)準(zhǔn)(est dirigée)等離子流之間，而另一部分對(duì)準(zhǔn)在處理區(qū)域中等離子流的下游，通過(guò)這種方式壓縮對(duì)準(zhǔn)受處理表面的等離子的流動(dòng)，并加寬其拖尾邊；圖11b為沿圖11a中XIb的方向的局部視圖；圖11c為根據(jù)本發(fā)明，用于處理金屬箔片的等離子發(fā)生器的布局示意圖，該等離子發(fā)生器包含聲振動(dòng)，尤其是超聲振動(dòng)的外部發(fā)生器；圖12a為根據(jù)本發(fā)明，用于處理箔片的裝置的實(shí)施例的簡(jiǎn)化剖面圖，該實(shí)施例包含下列部件等離子處理裝置，用于穩(wěn)定氣流的裝置和流體動(dòng)力軸承；圖12b為根據(jù)圖12a的實(shí)施例的軸承的局部視圖；圖13a為根據(jù)本發(fā)明，用于處理較大表面積物體的裝置的實(shí)施例的簡(jiǎn)化透視圖，該物體諸如由金屬板材制成的車體部件；圖13b為根據(jù)圖13a的實(shí)施例的等離子發(fā)生器的布局示意圖；圖13c為根據(jù)圖13a的實(shí)施例的等離子發(fā)生器的局部剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2為用于處理箔片的部分裝置的簡(jiǎn)圖，該箔片是諸如通過(guò)軋制工藝而得到的鋁箔，且該裝置上具有可旋轉(zhuǎn)的滾筒3。通過(guò)導(dǎo)向滾子5，7和拉緊滾子6的線路，在給料滾筒3和收料滾筒4之間拉緊箔片2，部分拉緊滾子6以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在彈簧上，以盡可能在鋁箔上得到精確的拉力。部分導(dǎo)向滾子5，7還用于調(diào)整鋁箔與等離子流處理裝置8，9之間的相對(duì)位置。圖1和圖2中所示的裝置至少包含兩個(gè)等離子流處理裝置8，9，以使之可以處理箔片2的兩個(gè)面2a，2b。該裝置可以包含兩組或多組沿箔片的一個(gè)邊連續(xù)排列的等離子發(fā)生器或處理裝置，各裝置包含至少一個(gè)陰極發(fā)生器和至少一個(gè)陽(yáng)極發(fā)生器。
如圖2所示，可以將等離子流處理裝置安裝在活動(dòng)裝置9上，例如，該活動(dòng)裝置9可使處理裝置沿基本上平行于滾子軸的軸旋轉(zhuǎn)，由此使得等離子流處理裝置也可以進(jìn)行這種旋轉(zhuǎn)，以得到相對(duì)于受處理箔片的不同位置。位置I對(duì)應(yīng)于適于處理箔片2′的背面的位置(沿虛線移動(dòng))，其中將兩個(gè)處理裝置8a，8b放置在箔片的兩邊。位置II和位置III對(duì)應(yīng)通過(guò)配置于兩個(gè)導(dǎo)向滾子7附近的等離子處理裝置在箔片2的背面對(duì)箔處理進(jìn)行處理的不同角度。位置IV為脫離受處理箔片的位置，以用于啟動(dòng)該裝置，特別是用于開(kāi)啟等離子流。位置V是脫離保持位置，用以對(duì)等離子流處理裝置進(jìn)行修理。
該裝置可以進(jìn)一步包含用于穩(wěn)定空氣流動(dòng)的裝置10，該裝置10配置于等離子流處理裝置的工作位置II，III的上游，且鄰近于受處理箔片的表面。優(yōu)選將兩個(gè)部件10放置在受處理箔片的兩邊，以穩(wěn)定被箔片的移動(dòng)阻礙的空氣的流動(dòng)，特別是，使該流動(dòng)分層，使得空氣的流動(dòng)盡可能少地影響到等離子流的流動(dòng)。并且，穩(wěn)定部件10減少了由氣流紊亂導(dǎo)致產(chǎn)生的箔片的移動(dòng)，這樣可以防止任何可能的箔片的卷曲。穩(wěn)定部件10可以用作導(dǎo)流片，可以對(duì)其相對(duì)于箔片的位置進(jìn)行調(diào)整，以增加或減少被箔片阻礙的空氣的流動(dòng)。這也使得可以通過(guò)供給其更多或更少的空氣以調(diào)整等離子處理。為了使得空氣的流動(dòng)分層，以防止箔片出現(xiàn)任何形式的卷曲，還可以在等離子流處理裝置的下游或沿箔片的其它位置放置其它穩(wěn)定部件10′。
參照?qǐng)D3，等離子流處理裝置8包含具有電極的等離子發(fā)生器11，該電極與包含用于產(chǎn)生等離子的電源13的電路12相連。例如，發(fā)生器11通過(guò)穩(wěn)流電阻器24，25經(jīng)由位于導(dǎo)向滾子5，7上的接觸部件14與受處理箔片電學(xué)連接。受處理箔片2是導(dǎo)電性的，并且它是包含等離子流15在內(nèi)的電路環(huán)路的其中一部分。通過(guò)電阻器24，流經(jīng)受處理物體的電流可以變化和斷開(kāi)。
在該實(shí)施例中，具有兩組極性相反的等離子流發(fā)生器11a，11b，即陽(yáng)極等離子流發(fā)生器組11b和陰極等離子流發(fā)生器組11a。組11a，11b的各等離子流發(fā)生器在并置時(shí)基本上沿一條直線排列。一組的等離子流發(fā)生器優(yōu)選出現(xiàn)位置偏離，以與另外的組的發(fā)生器交錯(cuò)排列，如圖4a，4b所示。
各等離子流發(fā)生器包含下列部分安裝于基體部件17內(nèi)的電極16，和形成于基體部件17內(nèi)用以引導(dǎo)等離子流的通道18。該通道與處理氣體的流入通道19，20相連。在該實(shí)施例中，示出兩個(gè)處理氣體的流入通道，但也可以提供開(kāi)向等離子流通道18的其它處理氣體的流入通道。第一流入通道19基本上位于電極的同一水平位置，第二流入通道20位于第一流入通道的下游。
基體部件17可以具有冷卻回路(未示出)，該冷卻回路用于使冷卻劑在其內(nèi)循環(huán)以冷卻等離子發(fā)生器。
注入第一流入通道19的處理氣體優(yōu)選為諸如氬(Ar)的不活潑氣體，該不活潑氣體一方面可以環(huán)繞并保護(hù)電極16，使之不被氧化，另一方面，可以有利于等離子的產(chǎn)生。根據(jù)對(duì)箔片2所實(shí)施的處理，可以使用另一下游通道20，以注入額外氣體流，該氣體諸如空氣，氬氣，氧氣，氮?dú)猓?，二氧化碳，天然氣，有機(jī)金屬蒸汽，或其中幾種氣體的混合氣。第一組的等離子流發(fā)生器11a的額外氣體與注入第二組的等離子流發(fā)生器11b中的額外氣體可以有所不同。
等離子發(fā)生器組11a的排列使得其所產(chǎn)生的等離子流15的取向基本上與箔片2的區(qū)域21的平面或切線方向形成銳角α角，該區(qū)域21與等離子流15a時(shí)刻保持接觸，且該流的取向方向優(yōu)選與箔片的移動(dòng)方向相反。如圖5的實(shí)施例所示的根據(jù)本發(fā)明的等離子流發(fā)生器的排列還可以提高箔片或其它具有較大表面積的物體的受處理表面的處理均勻性，該具有較大表面積的物體諸如板或圓筒。
在圖3所示的實(shí)施例中，第二組的電極11b的排列使得從該發(fā)生器發(fā)出的等離子流15b與接觸區(qū)域21的平面或其表面的切線之間形成的夾角β大于第一組的等離子流15a的銳角α。第二組的等離子流與受處理表面之間的夾角β優(yōu)選接近于90°。第一組的發(fā)生器的電極優(yōu)選為陰極，且第二組的發(fā)生器11b的電極優(yōu)選為陽(yáng)極。選擇從發(fā)生器的流出的氣流，使得從第一組的發(fā)生器發(fā)生的等離子流脈沖15a大于第二組的發(fā)生器11b的等離子流脈沖15b。
與受處理表面相接觸的陽(yáng)極等離子流15b形成陽(yáng)極斑點(diǎn)22，在有機(jī)產(chǎn)物松動(dòng)以及發(fā)生等離子化學(xué)反應(yīng)后，該陽(yáng)極斑點(diǎn)22將覆蓋在受處理表面上的有機(jī)產(chǎn)物釋放出來(lái)。這些等離子化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生諸如CO2的殘余氣體，該殘余氣體可以通過(guò)配置于即時(shí)處理區(qū)域21上面的排氣管23排出。陰極等離子流15a和受處理表面之間的電流I3通過(guò)陽(yáng)極斑點(diǎn)22的形成加強(qiáng)了材料的加熱過(guò)程以及臨界層中的產(chǎn)物的等離子化學(xué)分解。殘留物在陽(yáng)極等離子流15b中燃燒，其中根據(jù)殘留物的特征選擇等離子的處理氣體。特別地，處理氣體可以為空氣或氧氣，使得等離子可以通過(guò)氧化作用破壞有機(jī)殘留物以及碳?xì)浠衔铩?br> 將額外的諸如H2的還原氣體導(dǎo)入陰極等離子流15a中，利用其與受處理表面比與陽(yáng)極等離子流15b具有更緊密的接觸，就可以清洗被氧化的表面。
根據(jù)本發(fā)明配置陽(yáng)極等離子流發(fā)生器和陰極等離子流發(fā)生器，可以保證處理的均勻性。
由于箔片或受處理物體的表面與陰極等離子流之間的夾角α為銳角，且等離子和箔片中的電流I1和I3具有相反的方向，這會(huì)導(dǎo)致其間產(chǎn)生排斥作用。因此，如圖6所示，等離子流15a和陽(yáng)極斑點(diǎn)22從位置A(時(shí)間點(diǎn)τ1)移到位置B(時(shí)間點(diǎn)τ2)，然后移到位置C(時(shí)間點(diǎn)τ3)。這種過(guò)程一直持續(xù)下去，直到電壓差高于位置A和D之間的短路電流。在短路后重復(fù)該過(guò)程。通過(guò)這種方式，陽(yáng)極斑點(diǎn)沿受處理表面連續(xù)并迅速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。沿受處理表面移動(dòng)的方向(以下稱為“縱向”)的移動(dòng)速度基本上大于受處理表面的移動(dòng)速度。這就可以保證處理在縱向上的均勻性，并可以保證不會(huì)由于局部的過(guò)度加熱而出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。
如圖4a，4b所示，通過(guò)交錯(cuò)排列陽(yáng)極等離子發(fā)生器和陰極等離子發(fā)生器，可以在相對(duì)于縱向的橫向，即沿著等離子前端實(shí)現(xiàn)均勻的處理。這種配置的結(jié)果在于各等離子發(fā)生器與相反極性的兩個(gè)發(fā)生器電學(xué)相連。在相對(duì)于其移動(dòng)的橫向方向，電流基本上沿受處理表面均勻流動(dòng)，這樣可以保證處理的均勻性。
如圖5所示，當(dāng)不必清洗表面時(shí)，或僅需要諸如退火和對(duì)微裂紋的熔合或表面拋光的熱處理時(shí)，可以優(yōu)選使用陰極等離子發(fā)生器。
如圖1或圖2以及圖4d-4f所示，通過(guò)配置于箔片的兩邊的至少兩組等離子發(fā)生器，可以對(duì)箔片材料的兩個(gè)面進(jìn)行處理。
位于受處理箔片2兩邊的等離子發(fā)生器11可以如圖4d所示相互面對(duì)排列，或如圖4e和4f所示相互交錯(cuò)排列。在等離子發(fā)生器11相互交錯(cuò)排列的方案中，位于箔片同一邊的兩個(gè)發(fā)生器之間的中間區(qū)域26優(yōu)選被位于箔片另一邊的等離子流15加熱，這樣可以改善處理。
在圖4c和4d的方案中，陰極發(fā)生器以γ角相對(duì)于受處理箔片的移動(dòng)方向發(fā)生傾斜，這樣可以增加施加等離子流的受處理表面的表面積，即，增加處理區(qū)域，這樣可以改善處理的均勻性。實(shí)事上，γ角可以在30°和60°之間變化，但最好為45°。
可以將諸如包含有機(jī)金屬蒸汽的混合氣反應(yīng)產(chǎn)物的氣體或蒸汽添加入額外氣體Q1，Q2中，或直接將其添加入等離子與受處理表面的接觸區(qū)域21中，以實(shí)現(xiàn)膜的淀積。
并且，本發(fā)明可用以實(shí)施其它操作，諸如拋光，消除表面裂紋或?qū)?dǎo)電性箔片進(jìn)行去皮。
根據(jù)受處理的導(dǎo)電性箔片的參數(shù)的不同，該參數(shù)諸如速度及厚度，并且根據(jù)處理的要求(例如不經(jīng)過(guò)退火而清洗或除油，通過(guò)退火除油，不同強(qiáng)度的退火)，可以對(duì)箔片的兩個(gè)面同時(shí)實(shí)施處理，或者對(duì)與諸如金屬滾子的冷卻支撐部件相接觸的各面依次實(shí)施處理。這些實(shí)施例如圖2所示，其中說(shuō)明了這樣一種裝置的例子通過(guò)將等離子流處理裝置設(shè)定在相對(duì)于受處理金屬箔片的不同位置(I，II，III)的旋轉(zhuǎn)機(jī)制，該裝置可以進(jìn)行上述不同處理。該機(jī)制還具有另外兩個(gè)位置IV和V，用于在需要時(shí)啟動(dòng)等離子發(fā)生器或用于保修工作。根據(jù)不同的處理方式，可以提供不同的卷攏系統(tǒng)。
參照?qǐng)D11a，當(dāng)沿著接近于陰極流15a和陽(yáng)極流15b間形成的夾角的平分線方向通過(guò)導(dǎo)管27輸送額外氣體Q時(shí)，可以進(jìn)一步提高處理的效率。
為了實(shí)現(xiàn)均勻處理，最好通過(guò)導(dǎo)管28在等離子流15a，15b對(duì)受處理箔片進(jìn)行沖擊的上游迅速導(dǎo)入額外氣體。如圖11a和圖11b所示，噴射在受處理箔片上的氣體可以使其具有更多的反應(yīng)粒子，并且它們使得等離子鋪開(kāi)以覆蓋處理區(qū)域21，使處理區(qū)域21的面積大于由等離子流直接噴射的區(qū)域。
圖11c為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，為了提高等離子與受處理表面之間的反應(yīng)效率，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)配置于處理區(qū)域上游和/或下游的聲振動(dòng)發(fā)生器29，30，使受處理表面產(chǎn)生振動(dòng)。其振動(dòng)頻率最好位于超聲波段。振動(dòng)的效果是為了增加受處理表面與等離子之間的反應(yīng)，因?yàn)檎駝?dòng)可以增加受處理表面中的原子的動(dòng)能，其本質(zhì)與提高溫度相同。并且，由于提高了存在于受處理表面上的氣體的排放和替換，受處理表面的振動(dòng)可以提高等離子的氣體與受處理表面之間的等離子化學(xué)反應(yīng)。
還可以通過(guò)施加具有單極或交替的脈沖電流的等離子弧，使得等離子自身產(chǎn)生聲振動(dòng)。選擇脈沖的上升邊的持續(xù)時(shí)間，使得等離子首先以等容方式發(fā)展，以在各脈沖中產(chǎn)生沖擊波，該沖擊波將會(huì)將其動(dòng)能以振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)移到受處理表面上。產(chǎn)生等離子的電流脈沖的循環(huán)頻率優(yōu)選與受處理表面的振動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)。當(dāng)這些脈沖產(chǎn)生聲振動(dòng)時(shí)，本發(fā)明的作者發(fā)現(xiàn)等離子“嗡嗡作響”，這種“嗡嗡作響”現(xiàn)象會(huì)自動(dòng)伴隨處理效率的實(shí)質(zhì)性提高。在本發(fā)明中，通過(guò)聲振動(dòng)檢測(cè)器或超聲振動(dòng)檢測(cè)器對(duì)受處理表面的表面振動(dòng)的強(qiáng)度和頻率進(jìn)行控制。
如圖9所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，等離子流受到供選擇的磁場(chǎng)H的作用，該磁場(chǎng)由磁場(chǎng)發(fā)生器30產(chǎn)生，該磁場(chǎng)發(fā)生器的磁力線垂直于陰極流15a和陽(yáng)極流15b的流動(dòng)線。在安培力的作用下，產(chǎn)生施加于受處理表面上的等離子流的振動(dòng)，從而在由電流的大小及磁場(chǎng)的大小決定的寬度范圍L上，等離子流在該表面上產(chǎn)生掃描作用。選擇磁場(chǎng)的振動(dòng)頻率ν，使得等離子可以覆蓋整個(gè)振動(dòng)范圍，即ν≤v/d其中，d為等離子流在處理表面上噴射的直徑，v為受處理表面相對(duì)于等離子發(fā)生器11a，11b的運(yùn)動(dòng)速度。
圖12a為用于處理諸如鋁箔的長(zhǎng)形箔片的優(yōu)選實(shí)施例，該實(shí)施例包含下列部件等離子發(fā)生器11a，11b，流體動(dòng)力軸承31，32和用于穩(wěn)定空氣流動(dòng)的裝置10。圖12a所示的部件可以為諸如圖2所示的裝置的處理裝置的一部分。
位于等離子發(fā)生器11a，11b鄰近的穩(wěn)定裝置10不僅使得箔片表面上的空氣流動(dòng)分層，以防止箔片的卷曲，它還可以調(diào)整和控制處于處理區(qū)域中的混合氣體的量和成分。它包含兩個(gè)基體部件33，該兩個(gè)基體部件33間形成空隙以使箔片通過(guò)。經(jīng)由各基體部件中的導(dǎo)管35將反應(yīng)氣體的混合氣Q導(dǎo)入空隙中，該導(dǎo)管35經(jīng)由總管37與入口36相連，該總管可使進(jìn)入導(dǎo)管中的額外氣體具有更好的分布狀態(tài)。
配置于穩(wěn)定裝置和等離子發(fā)生器上游和下游的液體動(dòng)力軸承31，32位于箔片的兩邊，并具有輕微的交迭，這種布局可使受處理箔片相對(duì)于穩(wěn)定裝置10和等離子發(fā)生器被拉緊、穩(wěn)定，并被定位。液體動(dòng)力軸承使得在實(shí)現(xiàn)上述功能的同時(shí)磨擦力不會(huì)有明顯增加。各軸承包含空氣入口38，該空氣入口38用于供給壓縮空氣并經(jīng)由總管39與流出導(dǎo)管40相連，從流出導(dǎo)管流出的空氣的流向與箔片的移動(dòng)方向相反，從而在箔片和軸承體41之間產(chǎn)生氣墊。流出導(dǎo)管39的優(yōu)選形狀為縱向形狀，并且沿箔片的寬度方向分布。如圖12b所示，導(dǎo)管的縱向與箔片的移動(dòng)方向v之間的夾角δ在箔片的中心處接近于0°，并在沿側(cè)邊52變化時(shí)會(huì)增加，有時(shí)可能會(huì)達(dá)到90°。
可以通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)冷卻下游軸承32，以同時(shí)冷卻位于冷卻軸承和處理區(qū)域的下游的軸承與箔片。
圖10a，10b示出了用于處理線材(對(duì)合金進(jìn)行清洗、去皮、退火、表面形成，對(duì)膜進(jìn)行淀積)的實(shí)施例。處理裝置包含環(huán)繞受處理線材2′的等離子發(fā)生器11。該發(fā)生器優(yōu)選對(duì)稱環(huán)繞于線材周圍，并且等離子流的數(shù)量為四個(gè)或更多。優(yōu)選以交替的方式排列陰極流11a和陽(yáng)極流11b。但是，在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下，也可以有其它的構(gòu)造，甚至陰極流的數(shù)量可以不等于陽(yáng)極流的數(shù)量。
該裝置可以包含一個(gè)或多個(gè)沿線材排列的等離子發(fā)生器11的組8′，各組8′包含至少一個(gè)陰極發(fā)生器和至少一個(gè)陽(yáng)極發(fā)生器。各組可以通過(guò)一個(gè)諸如管狀的反應(yīng)器43與下一組分隔開(kāi)，該管狀反應(yīng)器43可以為圓筒狀，以將線材與周圍空氣隔開(kāi)，其長(zhǎng)度近似于等離子保持反應(yīng)的距離。管狀反應(yīng)器具有額外反應(yīng)氣體的入口總管43a和排氣總管43b，同時(shí)具有在線材通過(guò)裝置時(shí)對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)的入口導(dǎo)向器與出口導(dǎo)向器44。在該線材通過(guò)裝置時(shí)，導(dǎo)向器43會(huì)對(duì)線材起穩(wěn)定作用并使之以導(dǎo)向器為中心。最好用這些導(dǎo)向器對(duì)線材施以聲振動(dòng)或超聲振動(dòng)。通過(guò)注入導(dǎo)管45將額外反應(yīng)氣體Q導(dǎo)入裝置，并通過(guò)流出導(dǎo)管46將其排放出去。
參照?qǐng)D13a和13b，用于處理受處理物體2″的處理裝置包含安裝于諸如工業(yè)機(jī)器人的位移裝置47上的處理裝置8″，該受處理物體2″具有復(fù)雜表面，諸如由金屬板材制成的車體部件。處理裝置包含等離子發(fā)生器11a，11b的一組滑塊48，這些滑塊48可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以使滑塊適應(yīng)于復(fù)雜表面?？梢栽诟骰瑝K上配置傳感器(未示出)，用以控制滑塊與表面之間的距離，并用于控制用于移動(dòng)滑塊的電機(jī)(未示出)。
各滑塊包含至少一個(gè)陰極流發(fā)生器和至少一個(gè)陽(yáng)極流發(fā)生器。各滑塊可以進(jìn)一步包含具有開(kāi)口50以提供冷卻回路51的殼體，該冷卻回路51用于穩(wěn)定等離子流并在其周圍環(huán)繞穩(wěn)定化的氣流，由此壓縮作用于受處理表面的等離子15。
下面給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施工藝的非限定例子。
實(shí)施例1清洗鋁箔上的軋制潤(rùn)滑脂為了處理箔片的兩個(gè)面，在受處理箔片兩邊配置兩個(gè)相同的等離子處理裝置，每個(gè)裝置包含10對(duì)陽(yáng)極等離子流和陰極等離子流。對(duì)兩種構(gòu)造進(jìn)行試驗(yàn)一種構(gòu)造如圖2中的位置I所示，其中，兩個(gè)裝置位于箔片的相同位置中并同時(shí)對(duì)其兩個(gè)面進(jìn)行處理；另一種構(gòu)造如圖2中的位置II或位置III所示，其中，兩個(gè)裝置位于箔片的不同位置并依次對(duì)其兩個(gè)面進(jìn)行處理。兩個(gè)裝置的區(qū)別在于，在構(gòu)造I中，由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)滾子的冷卻以及沒(méi)有經(jīng)過(guò)構(gòu)造II和構(gòu)造III的依次處理，其受處理箔片在處理區(qū)域中的溫度較高。受處理箔片為由軋制得到的鋁箔，其厚度為100μm，寬度為20cm。
處理參數(shù)如下陰極電流(I1)15A陽(yáng)極電流(I2)10A流過(guò)受處理材料的電流(I3)5A陽(yáng)極流的軸與受處理箔片之間的夾角90°陰極流的軸與受處理箔片之間的夾角35°保護(hù)氣(Ar)的流動(dòng)速率0.5l/min(各個(gè)流均如此)額外氣體的流動(dòng)速率陽(yáng)極流(氧氣)Q1＝0.5l/min陰極流(空氣)Q2＝2l/min箔片的移動(dòng)速度3m/sec如圖7a-7e所示，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，即歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN546-4以檢測(cè)處理結(jié)果。處理結(jié)果的得分為A+，即它們比常規(guī)清洗技術(shù)得到的最好結(jié)果還要好。
特別地，驗(yàn)證箔片的可濕性的方法如下如圖7a所示，在水平位置的處理表面上淀積一系列蒸溜水滴，然后如圖7b所示，傾斜該表面。
對(duì)均勻性的驗(yàn)證方法如7d所示在處理表面上淀積連續(xù)的水紋，然后傾斜處理表面。
這兩種驗(yàn)證方法可以該證明處理具有優(yōu)良的均勻性。
通過(guò)斯德?tīng)枬h(Str_lhein)方法確定殘留碳量，結(jié)果表明殘留碳量小于0.1g/m2。
用諸如圖7e所示的方法，通過(guò)用吸濕棉絮片擦試的試驗(yàn)對(duì)受處理表面上可能存在的固相殘留物進(jìn)行檢測(cè)，該固相殘留物諸如氧化物粉末或其它固體殘留物。如果所用棉絮片保持干凈，就表明不存在殘留物。
通過(guò)標(biāo)度小于1000_/cm的電子顯微鏡(SEM)來(lái)進(jìn)一步評(píng)估處理表面的清潔度。
實(shí)施例2對(duì)金屬(鋁)箔片進(jìn)行退火進(jìn)行退火的物品厚度為100μm的鋁箔裝置箔片中的電流為零電流20A電壓50V等離子流與處理表面之間的夾角α＝30°等離子流的傾斜角γ＝45°在箔片運(yùn)動(dòng)速度為0.6m/sec的條件下，可以看出退火十分徹底。
通過(guò)SEM觀察，退火前和退火后的金屬的表面結(jié)構(gòu)如圖8b(退火前)8a(退火后)中的SEM圖像所示。圖8a為退火后的晶粒特征。
圖8c表明在受處理箔片的斷面的整個(gè)厚度上為均勻結(jié)構(gòu)，并且其晶粒也是均勻的。
“破裂(eclatement)”(與延伸相結(jié)合的抗拉強(qiáng)度)的測(cè)量值為300±20kPa。該值對(duì)應(yīng)于通過(guò)常規(guī)方法退火的鋁試樣的最高值?？梢园l(fā)現(xiàn)，破裂在受處理箔片試樣的整個(gè)寬度上是均勻的(±10％)。
實(shí)施例3對(duì)鋼箔的消毒通過(guò)在處理前用四類微生物污染過(guò)的鋼箔對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法的消毒性能進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)諸如巴氏滅菌法的簡(jiǎn)易熱效果試驗(yàn)得到殺死它們的所需溫度，該溫度如表1所示。
表1

在處理前將每毫升包含109個(gè)微生物的水滴淀積在箔片上并使水滴變干。以恒定的掃描速度對(duì)污染過(guò)的箔片進(jìn)行處理。
所用試驗(yàn)條件如下(表2)表2

處理的結(jié)果如表3所示表3

如表3所示，在條件3且暴露時(shí)間為0.01sec時(shí)，可以徹底消毒，而不會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生任何污染，該暴露時(shí)間小于普通熱處理的保持時(shí)間三個(gè)數(shù)量級(jí)。
*)在條件IV下得到的所有結(jié)果表明材料有輕微的變化，說(shuō)明暴露時(shí)間太長(zhǎng)。
實(shí)施例4在Al箔上淀積SiO2膜使用與實(shí)施例1相同的裝置。受處理表面為通過(guò)軋制得到的厚度為30μm的鋁箔。根據(jù)本發(fā)明使用等離子進(jìn)行清洗(活化)。
對(duì)三種條件下的處理進(jìn)行比較a)使用直流電進(jìn)行處理，其處理參數(shù)如下陰極電流(I1)20A陽(yáng)極電流(I2)12A通過(guò)受處理箔片的電流(I3)6A陽(yáng)極流的軸與受處理箔片之間的夾角90°陰極流的軸與受處理箔片之間的夾角30°等離子流的傾斜角γ＝45°保護(hù)氣(Ar)的流動(dòng)速率0.5l/min額外氣體的流動(dòng)速率陽(yáng)極流(Ar+六甲基乙硅烷+O2)∶Q1＝0.6l/min陰極流(Ar+O2)∶Q2＝2l/min
箔片的移動(dòng)速度0.8m/sec橢圓制分析表明，該處理淀積得到的平均厚度為100nm的SiO2介電膜不十分均勻(±20％)。其粘接度也不十分令人滿意。在等離子處理后，該膜的介電強(qiáng)度為0.2×106V/cm。當(dāng)將處理過(guò)的方形箔片10cm×10cm浸入水中并受到能量為300W且頻率為45kHz的超聲振動(dòng)作用時(shí)，SiO2層就出現(xiàn)剝落。
b)使用直流電進(jìn)行處理，其處理參數(shù)與條件a)相同。另外，根據(jù)圖13施加頻率為800Hz強(qiáng)度為1.5×10-4T的供選擇的磁場(chǎng)，則處理的均勻性可以實(shí)質(zhì)性地增加(±5％)。其它結(jié)果與條件a)基本相同。
c)通過(guò)單極電脈沖進(jìn)行處理，其處理參數(shù)如下陰極電流強(qiáng)度(I1)20A陽(yáng)極電流強(qiáng)度(I2)12A通過(guò)受處理箔片的電流強(qiáng)度(I3)8A各個(gè)角度α＝30°β＝90°γ＝45°單極電脈沖的頻率25kHz電脈沖上升邊的持續(xù)時(shí)間2μsec脈沖的持續(xù)時(shí)間20μsec氣體的流動(dòng)速率和箔片的移動(dòng)速度參見(jiàn)a)橢圓制分析表明，該處理沉積得到的平均厚度為180nm的SiO2介電膜較均勻(±5％)。其粘接度較令人滿意。當(dāng)將處理過(guò)的方形箔片(10cm×10cm)浸入水中20分鐘并受到能量為300W且頻率為45kHz的超聲振動(dòng)的作用后，SiO2層沒(méi)有剝落或出現(xiàn)裂紋。所得到的介電強(qiáng)度為0.3×107V/cm。
權(quán)利要求
1.一種用空氣等離子處理對(duì)由導(dǎo)電性材料制成的受處理物體進(jìn)行處理的方法，該方法包含通過(guò)等離子發(fā)生器產(chǎn)生等離子流，將該等離子流施加于受處理物體的受處理表面上，且受處理物體相對(duì)于等離子發(fā)生器產(chǎn)生位移，該方法的特征在于，至少一個(gè)等離子流為陰極流并且至少一個(gè)等離子流為陽(yáng)極流，將所述陽(yáng)極流施加于鄰近陰極流的所述受處理表面的處理區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，用于產(chǎn)生陰極等離子流和陽(yáng)極等離子流的電流分為三部分，一部分是流過(guò)受處理物體的I3，另兩部分是供給陽(yáng)極等離子流和陰極等離子流的I1和I2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，陰極流與受處理表面形成銳角α。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的方法，其特征在于，陽(yáng)極流與受處理表面形成的β角大于陰極流與受處理表面之間形成的α角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，陽(yáng)極流與受處理表面之間的夾角β角接近或基本上等于90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求3，4或5的方法，其特征在于，陰極流與受處理表面之間的夾角α在25°與60°之間。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，它包含在受處理物體相對(duì)于等離子發(fā)生器的移動(dòng)方向的橫向方向上交替排列的陽(yáng)極流組和陰極流組。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，由陰極流得到脈沖能量大于由陽(yáng)極流得到的脈沖能量。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，被受處理物體阻礙的空氣或氣體的流動(dòng)在處理區(qū)域的上游與受處理表面分開(kāi)。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，被受處理物體阻礙的氣體的流動(dòng)在處理區(qū)域的下游分層。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，等離子流的取向與受處理物體相對(duì)于等離子發(fā)生器的移動(dòng)方向v之間的夾角為γ。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，受處理物體為箔片的形式。
13.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，等離子流位于箔片的兩邊。
14.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，在箔片一邊的等離子流的排列使得其相對(duì)于位于箔片另一邊上的等離子流發(fā)生偏移。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，受處理物體的形式為線材。
16.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，為了加寬或壓縮作用于受處理物體上的等離子流，將一種或多種額外氣體Q導(dǎo)入于等離子流中。
17.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，在等離子產(chǎn)生作用時(shí)，在受處理物體上產(chǎn)生聲振動(dòng)或超聲振動(dòng)。
18.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，通過(guò)在產(chǎn)生等離子的過(guò)程中施加電脈沖而產(chǎn)生聲振動(dòng)或超聲振動(dòng)，其中，所施加電脈沖的強(qiáng)度的上升邊的持續(xù)時(shí)間足夠短，以使得電流的強(qiáng)度的增加過(guò)程為等容的。
19.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，電脈沖的頻率接近或等于聲振動(dòng)的頻率。
20.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使得其產(chǎn)生的安培力產(chǎn)生等離子流的掃描振蕩。
21.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，磁場(chǎng)的振蕩頻率ν等于或大于受處理物體的移動(dòng)相對(duì)速度與等離子流的直徑的比。
22.一種裝置，它用于實(shí)施根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，該裝置的特征在于，它包含至少一個(gè)陰極等離子流發(fā)生器和至少一個(gè)陽(yáng)極等離子流發(fā)生器，所述陽(yáng)等離子發(fā)生器的排列使得將陽(yáng)極流施加于鄰近陰極流的處理表面的處理區(qū)域上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其特征在于，它包含用于供給等離子流的電路，由受處理物體的一部分封閉的電路環(huán)，并包含用于改變流過(guò)受處理物體的電流I3的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的裝置，其特征在于，等離子流發(fā)生器包含下列部件電極，穩(wěn)定通道，形成等離子流的噴管和供給系統(tǒng)，該供給系統(tǒng)用于導(dǎo)入和控制保護(hù)電極的氣體和輸送供給等離子流的額外氣體的流速。
25.根據(jù)權(quán)利要求22，23或24的裝置，其特征在于，陰極流發(fā)生器以銳角α的角度作用于受處理表面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求22，23，24或25的裝置，其特征在于，陽(yáng)極流發(fā)生器以β角作用到受處理表面上，該β角大于陰極流發(fā)生器與受處理表面之間的夾角α。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其特征在于，陽(yáng)極流發(fā)生器與受處理表面之間的夾角β角接近或基本上等于90°。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或25的裝置，其特征在于，陰極流發(fā)生器與受處理表面之間的夾角α在25°和60°之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求22-28中的任一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，它包含多組陽(yáng)極流發(fā)生器和陰極流發(fā)生器，所述陽(yáng)極流發(fā)生器和陰極流發(fā)生器在相對(duì)于受處理表面的移動(dòng)方向的橫向方向上交替排列。
30.根據(jù)權(quán)利要求22-29中的任一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，在相對(duì)于受處理物體的移動(dòng)方向v的橫向方向上，陰極流發(fā)生器和陽(yáng)極流發(fā)生器交替排列，使得給定極性的各發(fā)生器的軸與兩鄰近極性相反的發(fā)生器的軸之間的距離相等。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30的裝置，其特征在于，在箔片狀受處理物體的兩邊排列至少兩組等離子流發(fā)生器，使得可以同時(shí)或依次處理該箔片的兩個(gè)面。
32.根據(jù)權(quán)利要求22-31中任一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，它包含位于等離子處理區(qū)域上游的用于穩(wěn)定空氣流動(dòng)的裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其特征在于，穩(wěn)定裝置包含下列部件位于受處理箔片的兩邊的基體部件，用以形成用于使箔片通過(guò)的空隙；和將額外氣體Q導(dǎo)入空隙的裝置，用以控制和調(diào)整等離子處理區(qū)域中的混合氣體。
34.根據(jù)權(quán)利要求22-33的用于處理箔片的裝置，其特征在于，它包含位于等離子處理區(qū)域下游用于穩(wěn)定空氣流動(dòng)的裝置，該穩(wěn)定空氣流動(dòng)裝置包含冷卻系統(tǒng)。
35.根據(jù)權(quán)利要求22-34的任一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，它包含分別配置于等離子流發(fā)生器上游和下游的液體動(dòng)力軸承。
36.根據(jù)前一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，液體動(dòng)力軸承包含具有壓縮空氣入口38的基體部件，該入口38通過(guò)總管39與流出導(dǎo)管40相連，從該流出導(dǎo)管40的流出的空氣的方向與箔片移動(dòng)v的方向相反，以在箔片和軸承體之間產(chǎn)生氣墊。
37.根據(jù)前一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，用水冷卻下游軸承。
38.根據(jù)權(quán)利要求36或37的裝置，其特征在于，流出導(dǎo)管具有縱向形狀并沿箔片的寬度方向分布，導(dǎo)管的縱向與箔片的移動(dòng)方向之間的夾角δ在箔片的中心接近于0°，并在趨向于箔片的邊緣時(shí)增加。
39.根據(jù)權(quán)利要求22用于處理線材的裝置，其特征在于，它包含沿待處理線材排列的多組陽(yáng)極等離子流發(fā)生器和陰極等離子流發(fā)生器。
40.根據(jù)前一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，各組包含基本上沿受處理線材對(duì)稱排列的多對(duì)陽(yáng)極流發(fā)生器和陰極流發(fā)生器。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或權(quán)利要求40的裝置，其特征在于，通過(guò)管狀反應(yīng)器將各組與其鄰近組分開(kāi)。
42.根據(jù)前一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，管狀反應(yīng)器具有用于供給額外反應(yīng)氣體的入口總管和用于排放額外反應(yīng)氣體的排氣總管，以及在線材通過(guò)裝置時(shí)用于引導(dǎo)線材的入口導(dǎo)向器和出口導(dǎo)向器。
43.根據(jù)權(quán)利要求22用于處理箔片或成型板材的裝置，其特征在于，它包含等離子發(fā)生器11a，11b的一組滑塊48，為了使所述滑塊可以適應(yīng)復(fù)雜表面，該滑塊間可以相對(duì)移動(dòng)。
44.根據(jù)前一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，所述滑塊包含用于控制滑塊與受處理表面之間的距離并控制用于移動(dòng)滑塊的電機(jī)的傳感器。
45.根據(jù)權(quán)利要求43或權(quán)利要求44的裝置，其特征在于，滑塊包含具有開(kāi)口50的殼體，該開(kāi)口具有用于穩(wěn)定等離子流的冷卻回路51，并使得可以由穩(wěn)定的氣流將其包圍，并使得等離子15噴射到受處理表面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理由導(dǎo)電性材料制成的受處理物體的空氣等離子方法，該方法包含由等離子發(fā)生器在受處理物體的受處理表面上產(chǎn)生等離子流，并且受處理物體與等離子發(fā)生器產(chǎn)生相對(duì)位移。至少一個(gè)等離子流為陰極流并且至少一個(gè)等離子流為陽(yáng)極流，將陽(yáng)極流施加于接近于陰極流的受處理表面的處理區(qū)域上。
文檔編號(hào)C21D1/34GK1471800SQ01818229
公開(kāi)日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2001年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者帕維爾·闊利克, 安納托利·塞特切克, 納爾·穆森, 利 塞特切克, 帕維爾 闊利克, 穆森 申請(qǐng)人:Apit股份有限公司