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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(tài)物質(zhì),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(chǎn)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(yīng)使其從固體表面分離來進行的,是一種干式清洗技術(shù),能夠替代傳統(tǒng)的濕法清洗技術(shù),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(shù)對航空產(chǎn)品的適用性

隨著航空工業(yè)的發(fā)展,精細化生產(chǎn)意識逐漸提高,需開展先進清洗技術(shù)的研究工作以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶劑清洗工藝,進一步保證產(chǎn)品的清洗效果,并間接提高產(chǎn)品的使用壽命及外觀質(zhì)量,同時可減少或避免溶劑揮發(fā)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(yīng)用于航空產(chǎn)品的涂裝前處理、膠接類產(chǎn)品的表面清理以及復(fù)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(yè)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(guī)的清洗方式無法徹底清除膠料產(chǎn)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(guī)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(lǐng)域?qū)﹄娺B接器的要求非常苛刻,未經(jīng)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(chǎn)生漏電現(xiàn)象,造成電連接器的耐壓值提不上去。因此,國產(chǎn)電連接器的發(fā)展受到嚴重影響。

目前國內(nèi)指定生產(chǎn)航空電連接器的廠家正在逐步推廣應(yīng)用等離子體清洗技術(shù)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(jīng)國內(nèi)多個生產(chǎn)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(shù)倍增加,耐壓值有顯著提高。

復(fù)合材料制造過程

高性能連續(xù)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(fù)合材料具有質(zhì)輕高強、性能穩(wěn)定等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事等領(lǐng)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(xué)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(xué)鍵合等作用,造成復(fù)合材料的界面結(jié)合力較差,從而影響了復(fù)合材料的綜合性能。此外,商業(yè)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(fù)合材料的界面粘結(jié)性能。因此,纖維材料在增強樹脂基體制備復(fù)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(fā)接枝、交聯(lián)等反應(yīng),利用清洗、刻蝕、活化、接枝、交聯(lián)等的綜合作用改善纖維表面的物理和化學(xué)狀態(tài),進而實現(xiàn)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(yīng)用

等離子體清洗技術(shù)在航空制造業(yè)當中還可以有更多的應(yīng)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(xiàn)象;3)控制面板在粘合前的處理,增加粘結(jié)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。