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等離子體是一種電中性、高能量、全部或部分離子化的氣態物質,包含離子、電子、自由基等活性粒子,借助高頻電磁振蕩、射頻或微波、高能射線、電暈放電、激光、高溫等條件產生。等離子體清洗是通過其所含的活性粒子與污染物分子反應使其從固體表面分離來進行的,是一種干式清洗技術,能夠替代傳統的濕法清洗技術,能夠在不破壞材料表面特性的前提下,有效清除材料表面的微塵及其它污染物。

等離子清洗技術對航空產品的適用性

隨著航空工業的發展,精細化生產意識逐漸提高,需開展先進清洗技術的研究工作以代替傳統的溶劑清洗工藝,進一步保證產品的清洗效果,并間接提高產品的使用壽命及外觀質量,同時可減少或避免溶劑揮發對人體造成的傷害。從等離子體清洗的原理分析,該清洗方法可推廣應用于航空產品的涂裝前處理、膠接類產品的表面清理以及復合材料制造等多個方面。

對鋁合金蒙皮口蓋的處理

航空制造業蒙皮口蓋使用鋁合金制造,為了增強其密封性能,口蓋壓合部位采用丁腈橡膠硫化工藝制造膠圈。但橡膠硫化后常會溢出多余的膠料,污染待涂裝表面,造成涂裝后涂層附著力降低,涂層涂覆后極易脫落。而常規的清洗方式無法徹底清除膠料產生的污染,因而會影響口蓋的正常使用。采用等離子體清洗后再進行涂裝,圖層附著力較常規清洗有明顯提高,并且符合航空涂裝的標準要求。

航空航天電連接器

航空航天領域對電連接器的要求非常苛刻,未經表面處理的絕緣體與封線體之間的粘接效果很差，即使使用專用配方的膠,其粘接效果也達不到要求;另外,如果絕緣體和封線體之間粘接不緊密,就可能會產生漏電現象,造成電連接器的耐壓值提不上去。因此,國產電連接器的發展受到嚴重影響。

目前國內指定生產航空電連接器的廠家正在逐步推廣應用等離子體清洗技術清洗連接件表面,通過等離子體清洗,不僅能去除表面油污,而且可增強其表面活性,使連接件上的涂膠非常容易且非常均勻,粘接效果明顯改善。經國內多個生產大廠使用測試,用等離子體清洗處理后的電連接器,其抗拉能力成數倍增加,耐壓值有顯著提高。

復合材料制造過程

高性能連續纖維(如碳纖維、芳綸纖維、PBO纖維等)增強熱固性、熱塑性樹脂基復合材料具有質輕高強、性能穩定等優點,已被廣泛應用于航空、航天、軍事等領域,成為必不可少的材料。但是這些增強纖維通常存在表面光滑、化學活性低的缺點,使纖維與樹脂基體間不易建立物理錨合及化學鍵合等作用,造成復合材料的界面結合力較差,從而影響了復合材料的綜合性能。此外,商業化的纖維材料表面會存在一層有機涂層以及微塵等污染物,主要來源于纖維制備、上漿、運輸及儲藏等過程,會影響到復合材料的界面粘結性能。因此,纖維材料在增強樹脂基體制備復合材料之前,需要采用等離子體等處理手段對其表面進行清洗、刻蝕,去除有機涂層和污染物的同時在纖維表面引入極性或活性基團,并形成一些活性中心,可以進一步引發接枝、交聯等反應,利用清洗、刻蝕、活化、接枝、交聯等的綜合作用改善纖維表面的物理和化學狀態,進而實現加強纖維與樹脂基體之間相互作用的目的。

在其他方面的應用

等離子體清洗技術在航空制造業當中還可以有更多的應用場合,例如:1)門窗密封件的處理,提高密封性能;2)儀表板涂覆前的處理,防止掉漆等現象;3)控制面板在粘合前的處理,增加粘結強度;4)精密零件的清洗,清除機械加工之后其表面所殘留的油類污染物。