大氣壓等離子體拋光工藝仿真.pdf

1、大氣壓等離子體技術是當前等離子體應用領域中的前沿問題。一直以來，實現光學零件的高效、超精密加工都是困擾科技工作者的世界性難題，最近幾年，國際上提出了大氣壓等離子體拋光(APPP-Atmosphere Pressure Plasma Polishing)的加工方法，因其特殊的加工機理，可以實現材料表面原子量級化學去除，能夠獲得極低的表面粗糙度，加工后不會對工件表層及亞表層造成損傷，并且較以往的非接觸拋光加工具有更高的加工速度，其應用前景十

2、分可觀。目前，國外已有學者開始對大氣壓等離子體拋光技術進行研究，國內的相關研究也已經開展，但尚處于起步階段，還存在許多問題需要解決。本文圍繞大氣壓等離子體拋光工藝仿真和大氣壓等離子體拋光系統(tǒng)設計等問題對大氣壓等離子體拋光技術進行了初步研究。
　　本系統(tǒng)采用基于電容耦合原理的射頻常壓等離子體炬作為等離子體源，可在常溫常壓下產生高密度活性粒子，活性粒子與單晶硅發(fā)生表面反應，生成具有揮發(fā)性的氣體，從而實現單晶硅表面原子量級化學去除，形成

3、超光滑表面。
　　等離子體炬結構對放電的影響很大，本文借助 CFD-ACE+，從流體角度對三種形式等離子體炬進行仿真，通過分析，最終選定帶射口60°出口環(huán)形電極式炬。應用CFD-ACE+的等離子體模塊從化學反應角度對大氣壓等離子體拋光工藝進行仿真分析，得到了活性 F的分布規(guī)律，初步揭示了大氣壓等離子體拋光的物理化學過程。在此基礎上，對拋光過程中產生的沉積物進行了分析，通過遍歷仿真所得的生成物，確定了 CFx為沉積物的可能形式，通過