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表面工藝
主要用于以下兩方面。

①等離子體表面處理:為了提高刀具、模具等的性能，可以用等離子體對(duì)金屬表面進(jìn)行氮、碳、硼

或碳氮的滲透。這種方法的特點(diǎn)是,不是在表面加一覆蓋層,而是改變基體表面的材料結(jié)構(gòu)及其性能

。處理過(guò)程中，工件溫度比較低，不使工件變形，這對(duì)精密的部件很重要。這一方法可以應(yīng)用于各

種金屬基體，主要有輝光放電滲氮，氮碳共滲，滲硼。

②等離子體在電子工業(yè)中的應(yīng)用:大規(guī)模集成電路片心的生產(chǎn)工藝，過(guò)去采用化學(xué)方式，采用等離

子體方法代替之后，不僅降低了工藝過(guò)程中的溫度，還因?qū)⑼磕z、顯影、刻蝕、除膠等化學(xué)濕法改

為等離子體干法，使工藝更簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高成品率。等離子體方法加工的片心分辨率

及保真度都高，對(duì)提高集成度及可靠性均有利。

等離子體沉積薄膜

用等離子體聚合介質(zhì)膜可保護(hù)電子元件，用等離子體沉積導(dǎo)電膜可保護(hù)電子電路及設(shè)備免遭靜電荷

積累而引起損壞，用等離子體沉積薄膜還可以制造電容器元件。在電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、光學(xué)等方

面有許多應(yīng)用。①等離子體沉積硅化合物。用SiH4+N2O〔或Si(OC2H4)+O2〕,制成SiOxHy。氣壓1~5

托(1托≈133帕)，電源13.5兆赫。氮化硅沉積用SiH4+SiH3+N2。溫度300℃，沉積率約180埃/分。

非晶碳化硅膜由硅烷加含碳的共反應(yīng)劑得SixC1+x:H，x是Si/Si+C比例。硬度大于2500千克/毫米2

。在多孔基片上,用等離子體沉積一層薄聚合膜，制成選擇性的滲透膜及反滲透膜，可用于分離混

合氣中的氣體，分離離子與水。也可以組合超薄膜層，以適應(yīng)不同的選擇性，如分子大小，可溶性

，離子親合性，擴(kuò)散性等。在碳酸鹽-硅共聚物基片上,用一般方法沉積0.5毫米薄膜,氫/甲烷的滲

透性比為0.85，甲烷的滲透性比氫的高。若用等離子體在基片上沉積苯甲氰單體,這一比值增為33,

分離作用大為提高。反滲透膜可用于海水脫鹽。在水流量低于一定閾值時(shí)，排鹽效果才好。烯烴族

、雜芳香族及芳香胺等的聚合膜具有滿意的反滲透性。②等離子體沉積膜可用于光學(xué)元件，如消反

射膜，抗潮、抗磨損等薄膜。在集成光學(xué)中，用等離子體可以按照所需的折射率沉積上穩(wěn)定的膜，

用于聯(lián)接光路中各元件。這種膜的光損失為0.04分貝/厘米。

等離子體用于材料表面改性

主要有以下幾個(gè)方面:①改變潤(rùn)濕性(又稱浸潤(rùn)性)。一些有機(jī)化合物表面的潤(rùn)濕性對(duì)顏料、墨、粘

結(jié)劑等的粘結(jié)性，對(duì)于材料表面的閃絡(luò)電壓及表面漏泄電流等電性能，都有很大的影響。衡量潤(rùn)濕

性的量稱為接觸角。表1中列出一些材料的不同處理對(duì)接觸角的影響。②增強(qiáng)粘附性。用等離子體

活化氣體處理一些聚合物及金屬之后，可使材料與粘附劑的結(jié)合強(qiáng)度得到加強(qiáng)。原因可以是聚合物

表面的交聯(lián)加強(qiáng)了邊界層的粘附力;或是等離子體處理過(guò)程中引入了偶極子而提高了聚合物表面粘

附強(qiáng)度;也可能是等離子體處理消除了聚合物表面的污層，改善了粘附條件。電暈處理也有同樣效

果。表2列出一些聚合物與金屬粘附的結(jié)果，等離子體處理的效果明顯。③強(qiáng)化聚合物與聚合物的

粘附。例如玻璃絲加強(qiáng)的環(huán)氧樹脂用氦等離子體處理后，與硫化橡膠的粘附增強(qiáng)233%。聚酯輪胎線

經(jīng)過(guò)等離子體處理(如NH3)后，與橡膠的粘附強(qiáng)度提高8.4倍。