低溫等離子體技術的應用

近年來，等離子體技術的使用范圍正在不斷擴大。

近年來，等離子體技術的使用范圍正在不斷擴大。在半導體制造、殺菌消毒、醫療前線等諸多領域，利用等離子體特性的應用不斷壯大。CeraPlas? 是TDK 開發的等離子體發生器，與傳統產品相比，它可以在緊湊的封裝中產生低溫等離子體*1，并具有更低的功耗。它有望促進各種設備的開發，使離子體技術更容易使用。

什么是等離子體？它有哪些特點和應用

您可能聽說過等離子體這個詞，但大多數人可能不明就里。等離子體是物質的第四種狀態，既非固體，也非液體和氣體。它是指電子與原子和離子分離的情況，當對氣體施加高能量時，電子會相互混合。等離子體的常見例子包括閃電、極光和蠟燭火焰，據說它構成了宇宙 99.9% 以上的物質。

在我們的日常生活中，等離子體用于熒光燈和霓虹燈管等照明應用，還用于金屬加工，例如工廠中的電弧焊。

低溫大氣壓等離子體的發展前景

等離子體技術的進步使得等離子體能夠在低溫和大氣壓下穩定地產生，而過去只能在真空或高溫等特殊環境中才能產生等離子體。為了區別于傳統的高溫等離子體，人們稱之為低溫大氣壓等離子體（低溫等離子體）。

低溫等離子體照射材料會產生多種影響。它們可以通過分解有機材料來清潔和消毒物體，通過增加潤濕性幫助油墨和涂料均勻地粘附在材料上，或者通過活化表面來增加粘合劑的強度。

由于這些特性，低溫等離子體被用于半導體制造和各種其他工業設備中。此外，等離子體技術無需化學物質即可清潔和消毒表面，安全性高，在食品和醫療設備等更廣泛領域具有應用潛力。

然而，傳統的低溫等離子體發生器需要高電壓，因此離不開單獨的變壓器組件和高頻發生器，導致設備尺寸大，功耗高。

由于低溫等離子體可以處理表面，清潔和消毒對溫度敏感或難以用液體清洗的材料，因此被用于制造和醫療領域。

開發突破性的緊湊型等離子體發生器

TDK 利用在壓電致動器*3量產技術和積層陶瓷技術*4方面長期積累的專業知識，開發出全球首臺使用壓電變壓器*2的等離子體發生器 CeraPlas。這一突破性的產品是與德國 RELYON Plasma、TDK 集團公司和領先的等離子體發生器制造商共同研發的。

CeraPlas 使用壓電變壓器提供升壓功能，通過獨特的制造方法成功集成等離子體發生器，實現了緊湊、輕型、低功耗的等離子體發生器。

CeraPlas 安裝在一個尺寸為 70.6 x 6 x 2.75 毫米的緊湊型棒狀外殼中，采用 12 伏電源供電，無需特殊電源。這將有助于基于 CeraPlas 的等離子體發生器的小型化。

CeraPlas? 產生的等離子體。由于溫度低于 50°C，因此可以在不影響材料的情況下進行表面處理等工藝。

Piezobrush? 由RELYON Plasma 開發，是首款基于 CeraPlas 的等離子體發生器。piezobrush 緊湊、重量輕，可以像筆一樣握在手中，操作方便。RELYON Plasma的 總經理 Stefan Nettersheim 博士介紹了 piezobrush 的優勢。“TDK 的 CeraPlas 使 piezobrush 這樣的小型便攜式等離子體發生器成為可能。我們能夠將電源和驅動電路設計為一個非常緊湊的模塊，無需大型驅動電路或冷卻系統。”

邁向醫療應用并廣泛應用于其他各種領域

Piezobrush 憑借手持操作和精細操作能力，使等離子體擴展至以前難以進入的領域。其中一個領域便是種植牙的治療。當低溫等離子體用于結合不同的材料或著色義齒時，可以提高結合強度，并且可以通過增加潤濕性來改善著色均勻性。此外，研究表明，種植體表面增加的潤濕性可以提高與生物組織的親和力。這在牙科技術高度發達的歐洲引起了關注。 買電子元器件現貨上唯樣商城

低溫等離子體適用于廣泛領域，包括制造、塑料表面活化和種植體處理。Nettersheim 博士繼續說道：“基于 CeraPlas 的 Piezobrush 緊湊且功耗低，堪稱引領等離子體技術的設備。未來，我們可以期待廣泛的應用，包括醫療領域。低溫等離子體的用途將繼續擴大。”

CeraPlas? 與 Piezobrush? PZ3

圖：TDK 的緊湊型等離子體發生器 CeraPlas（左）和低溫等離子體發生器 Piezobrush（右）。

術語解說

*1. 低溫等離子體：只有電子溫度高的等離子體稱為非熱平衡等離子體（低溫等離子體）。它與熱平衡等離子體（熱等離子體）相反，熱平衡等離子體中電子溫度與氣體和離子的溫度處于平衡狀態。高電子溫度對消毒、清潔和表面活化很有效。

*2. 壓電變壓器：一種利用壓電陶瓷特性來轉換電壓的裝置。

*3. 壓電傳動裝置：一種通過向壓電陶瓷材料施加電壓來提取機械能的組件，與施加力時材料產生電能的過程相反。

*4. 積層陶瓷技術：一種制造積層陶瓷貼片電容器 （MLCC） 的關鍵技術。通過一系列生產技術，將陶瓷原料制成片材，印刷內部電極，層層堆疊，壓制、切割和燒結。

審核編輯黃宇