等离子清洗是利用等离子体中的高能粒子和活性粒子,通过轰击或活化反应作用将金属表面污物去除的过程。
影响等离子清洗效果的因素有很多,其中最主要的是电源功率频率、工作压强、工作气体种类以及清洗的时间。
等离子清洗机模型
根据自研的电容耦合射频等离子清洗机建立一维仿真模型如下图所示。
模型主要由射频电源、匹配网络以及两个平行极板组成,其中一端接金属电极一端接地。两极板间距9.2cm,射频电源频率0~120W可调,充入气体选用氦气。


通过模拟软件同时研究了功率对电子密度以及电子温度等分布的影响。

如上图所示,随着功率增大,电子密度的平均值随着功率的增加逐渐增大,且同样在极板中间取得最大值,整体趋势是相同的但差距在不断缩小。

由上图所示,电子温度在鞘层区域随着功率的增大其最大值在增大, 但在主等离子区电子温度与功率并没有关系,不随着功率的改变而改变。
这是因为在稳态等离子体中,电子温度只与气压以及系统尺度等相关。

从上图所示,氦离子和电子数密度都随着功率的增大而增大,且随着功率的增加其变化程度逐渐减小。

通过折线图可以看出,随着功率的增大,等离子清洗的效果逐渐变好,这是因为随着功率的增大, 等离子体的浓度和能量都增加,所以清洗效果也会相应地变好,这与仿真的
规律是一致的。