Система для формирования плазмы при атмосферном давлении
Формула / Реферат
1. Система (100) генерирования плазмы при атмосферном давлении, содержащая устройство (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении с корпусом (17), содержащим средство (10) введения реагента, средство (12) введения технологического газа, и одно или более электронных устройств (4) множества параллельных электродов, для генерирования плазмы, при этом каждое электродное устройство имеет по меньшей мере один частично покрытый диэлектриком электрод (3), при этом система выполнена таким образом, что выход технологического газа и реагента, вводимых в систему, осуществляются через область (6) плазмы между электродами (3), причем система (100) выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в непосредственной близости от дальних концов (23) электродов (3), отличающаяся тем, что средством (10) введения реагента является распылитель для распыления и введения жидкого и/или твердого реагента, формирующего покрытие.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что электродное устройство (4) множества параллельных электродов содержит одну, или более пар, по меньшей мере, частично покрытых диэлектриком и параллельных электродов (3), отделенных друг от друга заданным расстоянием.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что электродное устройство (4) множества параллельных электродов содержит систему (34, 37) из трех параллельных электродов, в которой центральный электрод (34), по меньшей мере, частично покрыт диэлектриком (33), а другие два электрода (37) заземлены и расположены с каждой стороны центрального электрода (34) на заданном расстоянии от него.
4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что корпус (17) устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении имеет длину в пределах от 0,5 до 5 м.
5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что содержит экстрактор (8), размещенный вокруг устройства (7) генерирования плазмы и изолирующий устройство (7) генерирования плазмы от внешней атмосферы, и содержащий средство удаления отработанного технологического газа, реагентов и побочных продуктов и корпус, имеющий форму, содержащую открытый канал (9), края которого образуют камеру вокруг электродов (3, 4) совместно с подложкой (1) и тем самым обеспечивают герметизацию экстрактора по отношению к атмосфере, при этом через указанную камеру выводятся отработанный технологический газ, реагенты и побочные продукты.
6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что распылитель (10) является ультразвуковым соплом.
7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что средство ввода (12) технологического газа расположено перпендикулярно оси корпуса (17) устройства (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении и напротив или перпендикулярно средству (10) введения реагента, посредством чего обеспечивается турбулентность вблизи выхода распылителя, когда поток газа переориентируется в основное направление потока вдоль оси корпуса (17) устройства генерирования плазмы.
8. Система по любому из пп.5 или 6, отличающаяся тем, что ограничительный диск (11) установлен в поле потока технологического газа.
9. Система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что технологический газ, реагент и побочные продукты, выводимые через экстрактор (8), действуют в качестве хладагента для системы (100) генерирования плазмы.
10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит одно или более кондиционирующих средств (2), предназначенных для ограничения или исключения поступления воздуха в экстрактор из атмосферы и выполненных в виде кромочных уплотнений, примыкающих к подложке, и/или в виде стержней, или угольных щеток, или электронных пушек, предназначенных для снятия статического электричества с поверхности подложки, предотвращения поступления воздуха и потерь технологического газа в атмосферу.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что кондиционирующие средства (2) выбраны из группы, состоящей из угольных щеток или электронных пушек кулоновского барьера.
12. Система по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в непосредственной близости от дальних концов (23) электродов (3, 4), так что обработка плазмой при атмосферном давлении выполняется после указанных электродов (3, 4).
13. Система по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что подложка (1) служит стенкой системы (100), в которой генерируется плазма, причем стенка используется для предотвращения выхода технологического газа, реагентов и/или побочных продуктов после возбуждения плазмы.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что использование подложки (1) в качестве стенки системы ограничивает плазменную обработку одной стороной подложки (1).
15. Способ обработки поверхности подложки с использованием системы по любому из пп.1-14, заключающийся в том, что
вводят технологический газ и распыленный жидкий и/или твердый материал формирующего покрытия в корпус (17) устройства (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении,
формируют плазму,
осуществляют плазменную обработку распыленного жидкого и/или твердого материала, формирующего покрытие,
обрабатывают поверхность подложки (1), в результате чего формируются активизированные частицы.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что обработку поверхности подложки (1) выполняют в области, расположенной после электродов (3, 4).
17. Способ по любому из пп.15 или 16, отличающийся тем, что в качестве технологического газа используют инертный газ или смесь на основе инертного газа.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что технологический газ используют в комбинации с газообразными реагентами.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что газообразные реагенты являются окисляющими или восстанавливающими газообразными реагентами в смеси, содержащей 90-99% инертного газа и 1-10% окисляющего или восстанавливающего газа.
20. Способ по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что систему (100) формирования плазмы при атмосферном давлении используют для предварительной обработки подложки.
21. Способ по любому из пп.15-20, отличающийся тем, что систему (100) формирования плазмы при атмосферном давлении используют для последующей обработки подложки.
22. Способ по любому из пп.15-21, отличающийся тем, что дополнительно используют газообразный реагент.
23. Способ по п.15, отличающийся тем, что предварительно обрабатывают подложку путем очистки гелием и активацией подложки, после чего осуществляют осаждение SiOx из полидиметилсилоксана в первой области плазмы и последующую обработку гелиевой плазмой для обеспечения дополнительного сшивания слоя SiOx, и окончательно наносят дополнительное покрытие, используя перфторированное исходное вещество.
24. Система (100) генерирования плазмы при атмосферном давлении для нанесения покрытия на подложку, содержащая устройство (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении с корпусом (17), содержащим средство (10) введения реагента, средство (12) введения технологического газа, и одно или более электродных устройств (4) множества параллельных электродов для генерирования плазмы, при этом каждое электродное устройство имеет по меньшей мере один частично покрытый диэлектриком электрод (3), при этом система выполнена таким образом, что выход технологического газа и реагента, вводимых в систему, осуществляются через область (6) плазмы между электродами (3), отличающаяся тем, что средством (10) введения реагента является распылитель для введения реагента в виде жидкого и/или твердого материала, формирующего покрытие.
25. Система по п.24, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью нанесения покрытия на подложку, представляющую собой порошок.
26. Способ обработки порошковой подложки с использованием системы по п.24, заключающийся в том, что
в качестве материала подложки используют материал, выбранный из группы, состоящей из металлов, окислов металлов, глинозема, углерода, органических порошковых основ, полимеров, красителей, фармацевтических порошковых основ, биологически активных соединений, белков или ферментов,
осуществляют очистъу поверхности порошковой подложки, а затем активацию поверхности и нанесение покрытия, для чего
вводят технологический газ и распыленный жидкий и/или твердый материал формирующего покрытия в корпус устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении,
формируют плазму,
осуществляют плазменную обработку распыленного жидкого и/твердого материала, формирующего покрытие,
обрабатывают поверхность подложки, в результате чего формируются активированные частицы поверхности подложки,
наносят на подложку покрытие, которое подвергают последующей обработке при разных условиях плазмы.
27. Применение системы по п.2 в качестве системы для обработки неэлектропроводных подложек.
28. Применение системы по п.2 в качестве системы для обработки электропроводных подложек.
Текст
007057 Область техники Настоящее изобретение относится к системе формирования плазмы при атмосферном давлении и к способу обработки подложки с помощью указанной системы. Предшествующий уровень техники При постоянном поступлении энергии к веществу его температура повышается, и оно обычно переходит из твердого состояния в жидкое и, затем в газообразное состояние. Продолжение поступления энергии обусловливает последующее изменение состояния системы, в которой нейтральные атомы или молекулы газа разрушаются энергичными столкновениями с образованием отрицательно заряженных электронов, положительно или отрицательно заряженных ионов и других изотопов. Эта смесь заряженных частиц с коллективным поведением называется плазмой или четвертым состоянием материи. Поскольку плазма имеет электрический заряд, она подвержена воздействию внешних электромагнитных полей, которые делают ее легко управляемой. Помимо этого, высокая энергоемкость плазмы позволяет осуществлять процессы, которые невозможно или трудно осуществлять с другими состояниями материи,например, при обработке жидкости или газа. Термин плазма включает в себя очень большой диапазон систем, плотность и температура которых изменяется на многие порядки величин. Некоторые виды плазмы очень горячие, и все микрочастицы(ионы, электроны и пр.) находятся в приблизительном тепловом равновесии, при этом поступление энергии в систему распределяется за счет столкновений на атомном/молекулярном уровнях. В других видах плазмы, в частности в плазмах низкого давления (например, 100 Па), в которых столкновения относительно нечастые, составляющие изотопы находятся в широких температурных пределах и называются плазмами без теплового равновесия. В этих неизотермических плазмах свободные электроны очень горячие, с температурой, равной многим тысячам градусов по Кельвину (K) , и при этом нейтральные и ионные изотопы остаются холодными. Поскольку свободные электроны имеют пренебрежимо малую массу, теплосодержание всей системы низкое, и плазма действует при температуре, близкой к комнатной, обеспечивая обработку таких чувствительных к температуре материалов, как пластмассы или полимеры, не подвергая их разрушающему тепловому воздействию. Горячие электроны создают, за счет энергичных столкновений, богатый источник радикалов и возбужденных изотопов с высоким уровнем химической потенциальной энергии, обеспечивающей высокую химическую и физическую реакционную способность. Именно это сочетание низкотемпературного действия и высокого уровня реакционной способности делает неизотермическую плазму технически важным и очень действенным средством для изготовления и обработки материалов,поскольку она обеспечивает возможность осуществления процессов, которым, если они вообще осуществимы без применения плазмы, обычно требуются очень высокие температуры или вредные и коррозионно активные химикаты. Для промышленных применений способ плазменной технологии заключается в подведении электромагнитной энергии к некоторому объему технологического газа, который может быть смесью газов и паров, в которую погружены обрабатываемые заготовки/образцы или проходят через эту смесь. Газ ионизируется в плазму, создает химические радикалы, формирует УФ-излучение и ионы, которые реагируют с поверхностью образцов. Путем правильного подбора состава технологического газа, частоты мощности возбуждения, режима подведения мощности, давления и других параметров управления плазменный процесс можно согласовать с требуемым изготовителю видом применения. Благодаря тому, что плазмы имеют очень широкий химический и тепловой диапазон, их целесообразно использовать для многих технологических применений. Неизотермические плазмы особо эффективны для активации поверхности, для очистки поверхности, травления материалов и для нанесения покрытия на поверхности. Активация поверхности полимерных материалов является широко используемой промышленной плазменной технологией, впервые примененной в автомобильной промышленности. Например, такие полиолефины, как полиэтилен и полипропилен, которые предпочтительны благодаря возможности их повторной переработки, имеют неполярную поверхность и поэтому плохо наносятся в качестве покрытий или имеют тенденцию к склеиванию. Однако в результате обработки поверхности изделия кислородной плазмой образуются поверхностные полярные группы, дающие хорошую смачиваемость и, следовательно, хорошую кроющую способность и сцепление с металлической краской, с клеящими веществами и с другими видами покрытия. Поэтому техника плазменной обработки поверхности становится все более важной при изготовлении автомобильных внешних компонентов, приборных панелей, бамперов и пр., а также при изготовлении игрушек и в подобных отраслях промышленности. Другие применения плазменной технологии существуют для печати, окраски, склеивания, ламинирования и для нанесения покрытия на элементы любой геометрической конфигурации из полимерных, пластмассовых, керамических/неорганических, металлических и других материалов. Усиливающееся экологическое законодательство во многих странах оказывает существенное давление на промышленность в вопросах сокращения или устранения применения растворителей и других жидких химикатов в промышленном производстве, в частности для очистки компонентов/поверхности. Например, обезжиривание с помощью сополимеров фтора заменено техникой плазменной очистки, где-1 007057 используются кислород, воздух и другие нетоксичные газы. Комбинирование предварительной очистки водой с использованием плазмы позволяет очищать даже сильно загрязненные поверхности, при этом получаемое качество поверхности превосходит качество, обеспечиваемое при обработке обычными способами. Любое органическое загрязнение поверхности легко удаляется плазмой при комнатной температуре и превращается в газообразный CO2 и воду, безопасно удаляемые. Плазмой можно выполнять травление в массе для удаления нежелательного материала. Например,кислородной плазмой осуществляют травление полимеров, используемое при изготовлении печатных схем и пр. Такие разные материалы, как металлы, керамика и неорганические материалы, подвергают травлению путем тщательного подбора исходного газа, с учетом химии плазмы. В настоящее время техникой плазменного травления получают структуры критического размера до нанометра. Плазменная техника, быстро внедряемая в промышленность, представляет собой плазменное нанесение покрытия/осаждение тонкой пленки. Высокий уровень полимеризации, как правило, достигается при воздействии плазмой на мономерные газы и пары. Можно сформировать плотную, прочную и трехмерную пленку, которая будет термостойкой, химически очень инертной и механически прочной. Эти пленки осаждают строго в соответствии с конфигурацией поверхности даже на самые сложные поверхности при температуре, обеспечивающей низкую тепловую нагрузку, которой подвергается основа. Поэтому плазма идеальна для покрытия как хрупких и теплочувствительных, так и механически прочных материалов. Покрытия, нанесенные плазменной технологией даже тонким слоем, не имеют микропор. Оптические свойства, т.е. цвет, покрытия можно во многих случаях подобрать индивидуально, плазменные покрытия имеют хорошее сцепление даже с не имеющими полярности материалами, например, с полиэтиленом, и также со сталью (антикоррозионные пленки на металлических отражателях), с керамикой, полупроводниками, текстилем и пр. Во всех этих способах плазменная технология позволяет получить поверхностный эффект, индивидуально определенный для нужного применения или продукта, при этом никоим образом не нарушая структуру самого материала. Поэтому плазменная обработка предоставляет изготовителям универсальное и действенное средство, позволяющее выбирать материал по его объемным техническим и промышленным свойствам, и при этом обеспечивает свободу автономной технической обработки поверхности,чтобы соблюдать различные требования, и предоставляет гораздо более высокую степень функциональности, характеристик, увеличенный срок службы и повышенное качество, что обеспечивает пользователю значительную дополнительную ценность продукции с точки зрения ее возможностей. Эти свойства являются сильным стимулом для внедрения плазменной обработки в промышленности, что используется с 1960-х гг. в микроэлектронике, где использовали плазму тлеющего разряда для новейшей технологии, и представляют собой рентабельное техническое средство для обработки полупроводников, металлов и диэлектриков. Технология плазмы тлеющего разряда с низким давлением все в большей степени распространяется и в других отраслях с 1980-х гг. благодаря низкой стоимости, для поверхностной активации полимеров для повышения прочности сцепления/связи, качественного обезжиривания/очистки и нанесения покрытий с очень хорошими характеристиками. В последнее время плазменная технология получила существенное развитие. Тлеющие разряды можно получать как в разреженной среде, так и при атмосферном давлении. В случае тлеющего разряда при атмосферном давлении, гелий или аргон используют в качестве разбавителей, а электропитание высокой частоты (например,1 кГц) применяют для формирования однородного тлеющего разряда при атмосферном давлении с помощью ионизационного механизма Пеннинга (см., например, Kanazawa et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 1988,21, 838, Okazaki et al., Proc. Jpn. Symp. Plasma Chem. 1989, 2, 95, Kanazawa et al., Nuclear Instruments andMethods in Physical Research 1989, B37/38, 842, and Yokoyama et al. , J. Phys. D: Appl. Phys. 1990, 23, 374). Однако внедрение плазменной технологии ограничивается основным сдерживающим фактором,присущим большинству промышленных плазменных систем, который заключается в том, что приходится действовать при низком давлении. Работа с частичным вакуумом означает необходимость применения системы с замкнутым периметром, герметизированным реактором, которая способна только на автономную, без оперативного управления, обработку партий отдельных деталей. Производительность низкая или умеренная, а необходимость создания разрежения увеличивает капитальные и текущие затраты. Напротив, плазма при атмосферном давлении обеспечивает для промышленности системы с открытым входом или открытым периметром, со свободным поступлением и выходом обрабатываемых деталей/непрерывного материала, и, поэтому, с непрерывной обработкой материала большой или малой площади, или отдельных отрезков материала, транспортируемых конвейером. При этом обеспечивается высокая производительность за счет сильного потока изотопов, получаемого при работе под высоким давлением. Многие отрасли, такие как текстильная, производство упаковки, бумажная, медицинская,автомобильная, авиакосмическая промышленность и др. почти полностью основаны на непрерывной оперативной обработке, и поэтому плазменные установки с открытым входом/периметром под атмосферным давлением обеспечивают новые возможности для промышленной обработки. Системы обработки коронным разрядом и пламенем (также и плазмой) около 30 лет назад дали промышленности ограниченную форму плазменной обработки при атмосферном давлении. Но несмотря на свою значительную технологичность эти системы не получили коммерческого распространения или-2 007057 не были внедрены в промышленность в том или ином масштабе, который имеет плазменная обработка при низком давлении только в ванне. Причина этого в том, что коронные/пламенные системы имеют значительные ограничения. Они работают в атмосфере воздуха окружающей среды, обеспечивая единичный процесс активации поверхности, и на многие материалы оказывают слишком малое воздействие,и слабое воздействие на большинство материалов. Обработка нередко получается не единообразной, и коронный способ не пригоден для толстых или объемных непрерывных материалов, а пламенный способ не пригоден для чувствительной к теплу основы. Стало очевидно, что плазменная технология, работающая при атмосферном давлении, должна продвинуться гораздо глубже в область плазменного спектра при атмосферном давлении, т.е. должны быть разработаны передовые системы, отвечающие нуждам промышленности. Значительные успехи сделаны в области плазменного осаждения при атмосферном давлении. Значительная работа проделана для стабилизации тлеющих разрядов при атмосферном давлении, (см., например, Okazaki et al. J. Phys. D: Appl. Phys. 26 (1993), 889-892) . Кроме этого в патенте США 5414324 предложено генерирование плазмы тлеющего разряда устойчивого состояния при атмосферном давлении между парой электроизолированных металлических плоских электродов, отстоящих друг от друга на 5 см, и с использованием радиочастоты, возбуждаемой потенциалом среднеквадратического значения от 1 до 5 кВ с частотой 1-100 кГц. В указанном патенте также указаны проблемы электродных пластин и необходимость устранения электрического пробоя на концах электродов, и раскрыта система водяного охлаждения, осуществляемая по каналам текучей среды, связанным с электродами, в которой вода не имеет непосредственного контакта с поверхностью электродов. В патенте США 5185132 раскрыт способ реакции плазмы при атмосферном давлении, согласно которому плоские электроды используются в вертикальной конфигурации лишь для создания плазмы, и затем плазма выводится между плоскими электродами на горизонтальную поверхность под вертикально распложенными электродами. В заявке WO 02/28548 предложено устройство тлеющего разряда плазмы при атмосферном давлении, которое предназначено для плазменной обработки подложек жидкостями или твердыми материалами, вводимыми в поток плазмы распылителем или аналогичными средствами. В патентах JP 07-0062546 и US 6086710 раскрыты устройства плазменной обработки, обеспечивающие нескольких альтернативных способов удаления технологического газа, газообразных реагентов и побочной продукции после прохождения через плазму. В документе EP 0431951 раскрыта система формирования плазмы при атмосферном давлении для обработки подложек частицами, получаемыми при плазменной обработке смеси инертного газа/газареагента. Электроды по меньшей мере частично покрыты диэлектриками, расположены параллельно друг другу и вертикально соосны, в результате чего они перпендикулярны подложке, которая проходит под прорезью между электродами. Для этой системы требуется встроенное устройство обработки поверхности, которое эффективно ограничивает ширину обрабатываемой основы шириной устройства обработки поверхности, и это устройство делает систему громоздкой. В публикации WO 02/40742 раскрыты способ и устройство для плазменной обработки основы при атмосферном давлении с помощью газов. В патенте JP 2002-57440 раскрыт способ плазменной обработки при атмосферном давлении для обработки печатных плат газами с помощью импульсных напряжений в целях усиления обработки поверхности печатных плат. Ни в одном из указанных документов не обсуждается вероятность введения жидкого или твердого материала покрытия в устройство такого типа, которое раскрыто в настоящем изобретении. Краткое изложение существа изобретения Задачей настоящего изобретения является разработка системы, которая устраняет недостатки известного устройства. Поставленная задача решена путем создания системы для формирования плазмы для обработки поверхности, причем плазменная обработка не ограничивается только обработкой подложек газами. Согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения предложена система генерирования плазмы при атмосферном давлении, имеющая устройство генерирования плазмы при атмосферном давлении, содержащее корпус, содержащий средство введения реагента, средство введения технологического газа и одно или более электродных устройств множества параллельных электродов для генерирования плазмы, при этом каждое электродное устройство имеет по меньшей мере один частично покрытый диэлектриком электрод, при этом указанная система выполнена таким образом, что выход технологического газа и реагента из системы осуществляются через область плазмы между указанными электродами, причем система выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в непосредственной близости от дальних концов электродов, система характеризуется тем, что средством введения реагента является распылитель для распыления и введения реагента в виде жидкого и/или твердого материала, формирующего покрытие. Корпус устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении может иметь любую целесообразную геометрию, но предпочтительно выполнен удлиненным, и имеет по существу квадратное, круглое, прямоугольное или эллиптическое сечение, причем наиболее предпочтительным является круглое сечение. Корпус предпочтительно выполнен из диэлектрического материала и-3 007057 служит средством распределения технологического газа и реагента в область плазмы и через нее между параллельными электродами электродного устройства. Корпус устройства формирования плазмы при атмосферном давлении может иметь любую требуемую длину, хотя предпочтительно, чтобы он был не короче 0,5 м. Либо корпус может иметь переменную длину (в зависимости от ширины обрабатываемой основы), но предпочтительно длину не более 20 м, и более предпочтительно длину не более 10 м, и наиболее предпочтительно длину не более 5 м. Длиной является приблизительная длина каждого электрода,и поэтому область плазмы формируется между соседними парами параллельных электродов. Если обрабатываются подложки размером более крупным, чем корпус устройства, то можно единовременно обрабатывать часть подложки, пока не будет обработана вся подложка. Либо можно использовать несколько устройств, чтобы обработать всю подложку за один раз. В последнем случае предпочтительным вариантом может быть размещение нескольких устройств в виде смещенного ряда, чтобы обеспечить обработку всей подложки. Средство введения реагента предпочтительно содержит распылитель или пульверизатор, или аналогичное устройство, типа раскрытого в публикации WO 02/28548. Хотя распыляемый жидкий и/или твердый материал формируемого покрытия можно распылять любым распылителем или пульверизатором, предпочтительным является ультразвуковое сопло. Распылитель создает капли материала формируемого покрытия размером от 10 до 100 мк, более предпочтительно, от 10 до 50 мк. Целесообразными распылителями для использования в изобретении являются ультразвуковые распылители, которые выпускаются компаниями Sono-Tek Corp., Милтон,Нью-Йорк, США, или Lechler GmbH, Метцинген, Германия. Средство согласно изобретению может содержать несколько распылителей, которые могут иметь определенное применение, например, если устройство используется для формирования на подложке сополимерного покрытия из двух разных материалов, в которых мономеры не смешиваются или находятся в разных фазах, например, когда первая фаза тврдая, а вторая фаза газообразная или жидкая. Для введения технологического газа в систему можно использовать любые средства. Для подачи технологического газа и реагента в область плазмы между соседними электродами можно использовать любые средства доставки. Если используется одно средство введения технологического газа и одно средство введения реагента, то электроды можно отделить друг от друга с помощью электродной прокладки. Электродная прокладка служит распределителем, выполненным в виде изменяемой прорези, для подачи технологического газа/реагента, в результате чего по длине области плазмы в область плазмы поступают одинаковые потоки реагента. Электродная прокладка может быть выполнена в виде пластины с множеством отверстий для обеспечения равных потоков в область плазмы вдоль всей длины области. Электродная прокладка может быть выполнена в виде прорези с клиновидным поперечным сечением, при этом прорезь будет иметь наибольшую ширину, когда дальнее острие клина будет удалено от средства введения технологического газа/реагента, и будет иметь наименьшую ширину, когда острие будет на ближайшем расстоянии от средства введения технологического газа/реагента. Либо можно обеспечить такую схему, в которой каждое средство введения технологического газа/реагента будет расположено по длине корпуса. В обоих случаях можно использовать опоры, при необходимости, чтобы сохранять заданное расстояние между электродами в каждой точке по длине области плазмы. Для введения распыленной жидкости ультразвуковым распылительным соплом требуется кабель генерирования частоты, ввод можно выполнить прямым введением в сопло распыленной жидкости (т.е. прямым впрыскиванием) или с помощью газа-носителя, например, воздуха. Для эффективной плазменной обработки важно обеспечить равномерное распределение распыления. Это можно выполнить любым соответствующим средством, но предпочтительными являются следующие: 1) Технологический газ вводится перпендикулярно оси корпуса, в результате турбулентность создается вблизи выхода сопла ультразвукового распыления, когда газ переориентируется в главное направление потока по длине оси. Это решение наиболее целесообразно для более высоких значений расхода при использовании таких недорогих технологических газов, как воздух или азот. 2) Турбулентность создается путем установки диска ограничения потока в поле потока технологического газа непосредственно перед концом сопла ультразвукового распыления. Турбулентность формируется в пределах 6 диаметров диска после диска, тем самым обеспечивая однородность распыления жидкости (при условии, что корпус имеет круглое сечение, и диаметр диска составляет приблизительно половину диаметра корпуса). 3) Сопло ультразвукового распыления можно также установить на конце основного трубопровода вдоль оси. В этом положении предпочтительным является боковой ввод газа-носителя. Как вариант, можно также использовать газообразный реагент, в этом случае средство введения технологического газа и средство введения газообразного реагента могут быть одинаковыми или разными. Если потребуется дополнительный газообразный реагент, то средство введения технологического газа можно использовать для введения и технологического газа и, при необходимости, газообразного реагента. Каждое электродное устройство множества параллельных электродов в количестве по меньшей мере одного устройства, выполненное с возможностью генерирования плазмы, имеет один или более элек-4 007057 тродов, по меньшей мере с частичным покрытием диэлектриком. Для настоящего изобретения предпочтительными являются два типа электродных устройств. Первое устройство предпочтительно для непроводящих подложек содержит одну или более пар по меньшей мере частично покрытых диэлектриком параллельных электродов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Второе предпочтительное устройство предназначено для проводящих подложек и содержит три параллельные электродные системы, причем центральный электрод системы имеет по меньшей мере частичное покрытие диэлектриком, другие два электрода расположены по одному на каждой стороне центрального электрода на определенном расстоянии от него. При этом два электрода по существу не имеют покрытия диэлектриком и заземлены, поэтому в работе они исключают короткое замыкание между центральным электродом и обрабатываемой проводящей подложкой. Центральный электрод предпочтительно выполнен с возможностью иметь регулируемое расстояние между электродом и поверхностью основы. Центральный электрод предпочтительно заключен в диэлектрик и, более предпочтительно, диэлектрик толще на конце электрода, наиболее близком к поверхности подложки. Термин проводящий и непроводящий относятся, в частности, к электропроводным (металлы) и электрически непроводящим (пластмассы) подложкам. Каждый электрод может иметь любую соответствующую форму, например, металлический плоский электрод или сетчатый электрод, выполненный из любого целесообразного материала, такого как нержавеющая сталь, медь или бронза, но он предпочтительно выполнен из нержавеющей стали и может иметь соответствующую геометрию. Электроды предпочтительно выполнены в виде удлиненных полос из нержавеющей стали. По меньшей мере две стороны каждого электрода в двухэлектродном устройстве, и центральный электрод в трехэлектродном устройстве предпочтительно имеют покрытие из диэлектрика,при этом электроды большей частью наиболее предпочтительно заключены в диэлектрик. Электроды выступают наружу из корпуса, чтобы обеспечивать минимальное расстояние между концом каждого электрода и поверхностью подложки. Диэлектрический материал, используемый в изобретении для, по меньшей мере, частичного покрытия одного из электродов, может быть любым целесообразным диэлектрическим материалом, например,поликарбонатом, полиэтиленом, стеклом, слоистым стеклом, слоистым стеклом с эпоксидным наполнителем, керамикой и пр. Металлические электроды могут быть связаны с диэлектрическим материалом либо клеем, либо за счет приложения тепла или путем сплавления металла электрода с диэлектрическим материалом. Электрод также может быть закапсулирован внутри диэлектрического материала. Формирование устойчивой плазмы тлеющего разряда при атмосферном давлении предпочтительно осуществляют между параллельными электродными устройствами, которые могут отстоять друг от друга на расстоянии до 5 см, в зависимости от используемого технологического газа. Электроды возбуждаются радиочастотой со среднеквадратическим потенциалом 1-100 кВ, предпочтительно 4-30 кВ, с частотой 1100 кГц, предпочтительно 15-40 кГц. Напряжение для формирования плазмы обычно составляет 2,5-30 кВ, и наиболее предпочтительно от 2,5 до 10 кВ, но фактическое значение будет зависеть от выбора химии/газа и от размера области плазмы между электродами. Было обнаружено, что плазма, формируемая электроднымиустройствами описываемого выше типа,проходит по меньшей мере на 0,5-2,0 см от поверхностей электродов. Поэтому, если стороны каждого электрода, обращенные друг к другу, прямоугольные и имеют размеры 5 х 10 см, то область плазмы, создаваемой этими электродами, будет иметь минимальный размер 6 х 11 см, и поэтому будет обеспечивать наименьшее расстояние между концом электрода и поверхностью основы не более приблизительно 2 см; при этом можно будет сказать, что поверхность основы будет в области плазмы, а не после нее. По этой причине, если электроды заключены в диэлектрик, то предпочтительно, чтобы диэлектрическая оболочка не была толще 2 мм, по меньшей мере по отношению к концу электрода в непосредственной близости к поверхности подложки. Система предпочтительно выполнена с возможностью перемещения относительно подложки по существу вблизи указанных дальних концов электродов, в результате чего плазменная обработка при атмосферном давлении поверхности подложки выполняется после электродов. Относительное перемещение системы и подложки может происходить, если неподвижна система и подвижна подложка при использовании системы роликов, причем подложка выполнена в виде перематываемого полотна или конвейерной ленты или т.п. Либо относительное перемещение может происходить при неподвижной подложке и подвижной системе. Последнее может быть наиболее целесообразным для особо крупных листовых основ, таких как стальные и алюминиевые листы, в этом случае перемещение системы предпочтительно регулируется компьютером, который задает перемещение системы, чтобы обеспечить равномерную обработку всей подложки. Хотя вертикальное расположение электродов и перемещение подложки по горизонтальной плоскости является предпочтительным, это не имеет существенного значения, и систему можно выполнить с возможностью обработки любой нужной поверхности подложки, например: секции фюзеляжа или крыла самолета. Следует отметить, что термин вертикальный подразумевает вертикальность, но его не следует ограничивать только электродами, расположенными под углом 90 к горизонтали. При необходимости в систему можно ввести дополнительные устройства для формирования допол-5 007057 нительных последовательных областей плазмы, через которые будет проходить подложка. Дополнительные устройства могут располагаться до или после упоминаемого выше устройства, при этом подложку можно подвергать операциям перед обработкой или после обработки. Виды обработки, выполняемые в областях наличия плазмы, сформированной дополнительными устройствами, могут быть теми же, что и выполняемые упоминаемым выше устройством. Хотя система согласно настоящему изобретению может действовать при любой целесообразной температуре, предпочтительны температуры от комнатной (20C) до 70C, и обычно в пределах 30-50C. Система согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит дополнительно экстрактор. Экстрактор предпочтительно содержит корпус в форме кожуха, который во время работы изолирует устройство генерирования плазмы от внешней окружающей среды. Экстрактор содержит средство удаления отработанного технологического газа, реагентов и побочных продуктов, которые поступают в экстрактор после прохождения через область плазмы и зазор между нижними окончаниями электродов и поверхностью подложки. Средство удаления отработанного технологического газа, реагентов и побочных продуктов расположено на выходе из корпуса и предпочтительно является насосом или подобным устройством,или просто выхлопной трубой. При этом технологический газ, реагенты и побочные продукты удаляются из экстрактора и затем они собираются для разделения, удаления и/или повторного использования. Особо предпочтительно, чтобы технологический газ, обычно содержащий значительную часть одного или нескольких дорогостоящих инертных газов, таких как гелий или аргон, использовался повторно. Либо газ, обычно азот, можно ввести в экстрактор, который может использоваться для направления технологического газа, реагентов и побочных продуктов в средство удаления технологического газа, реагентов и побочных продуктов, при этом их поступлению в область плазмы препятствуют кромки или другая соответствующая геометрическая форма. Форма корпуса экстрактора предпочтительно образует открытый канал вокруг корпуса устройства формирования плазмы. Во время работы края корпуса экстрактора вблизи поверхности подложки образуют камеру вокруг электродов в комбинации с подложкой, тем самым обеспечивают герметизацию. Корпус экстрактора может иметь любое поперечное сечение, но предпочтительно оно имеет по существу ту же форму поперечного сечения, что и поперечное сечение корпуса устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении, но более крупные размеры сечения, в результате чего обеспечивается зазор между внешними стенками корпуса устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении и внутренней поверхностью корпуса экстрактора, который образует открытый канал. Во время работы поверхность подложки и корпус экстрактора образуют камеру вокруг корпуса устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении. Наличие камеры по существу предотвращает выход технологического газа, реагентов и побочных продуктов не через экстрактор, и обеспечивает изоляцию корпуса устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении от атмосферы. Края экстрактора, ближайшие к поверхности подложки или контактирующие с ней, могут быть выполнены из любого подходящего материала, и если они не контактируют с подложкой, то должны быть выбраны из материалов, которые не вызывают повреждения поверхности подложки. Края экстрактора,ближайшие к поверхности подложки или контактирующие с ней, могут быть выполнены в виде кромок,которые выступают в наружном направлении от корпуса экстрактора. Кромки предпочтительно находятся на равном расстоянии от корпуса экстрактора, более предпочтительно, чтобы края экстрактора, ближайшие к поверхности подложки или контактирующие с ней, были бы ближе к поверхности подложки,чем концы электрода, либо контактировали с поверхностью подложки, при условии, что этот контакт не будет отрицательно сказываться на плазменной обработке поверхности подложки. Корпус экстрактора предпочтительно выполнен из диэлектрического материала, например из поливинилхлорида (ПВХ) или полипропилена. Корпус экстрактора служит не только для выведения указанных веществ, но также действует как экран, экранирующий электроды, и обеспечивает увеличенную площадь для теплового регулирования электродов, в результате можно исключить перегрев (и соответствующее повреждение), например, во время генерирования плазмы в воздухе, когда нужны и/или возникают высокое напряжение и тепловые нагрузки. Когда технологический газ, реагенты и побочные продукты отбираются в канал после их прохождения через область плазмы, они эффективно охлаждают систему, в результате чего плазменная обработка подложек с помощью системы в соответствии с настоящим изобретением происходит при указываемых выше низких температурах, причем температура никогда не бывает выше 50C. Это особо важно,когда в технологическом газе используется воздух, поскольку напряжения и тепловые нагрузки в этом случае выше, чем при использовании гелия в качестве технологического газа. Экстрактор в соответствии с настоящим изобретением выполнен с возможностью гарантирования минимума и предпочтительно,отсутствия выхода в атмосферу токсичных газов, образующихся при плазменной обработке. Снаружи кромок экстрактора может быть установлено одно или более кондиционирующих средств. Кондиционирующие средства предпочтительно контактируют с поверхностью основы или прилегают к ней и до и после плазменной обработки подложки. Кондиционирующие средства предусмотрены для ограничения/ исключения поступления воздуха в экстрактор из атмосферы. Они могут иметь форму кро-6 007057 мочных уплотнений, контактирующих с поверхностью подложки, и/или стержней для снятия статического электричества, которые используются при производстве пластмассовых пленок и снимают статическое электричество с поверхности подложки с помощью высокого статического потенциала или, как вариант, струями воздуха для удаления частиц пыли. Могут также использоваться угольные щетки для снятия статического электричества и электронные пушки кулоновского барьера. В случае применения электронных пушек кулоновского барьера особо предпочтительными являются устройства, основанные на коронирующем электроде и раскрытые в патенте US 6285032, и используемые в качестве барьера,предотвращающего поступление воздуха и потерю технологического газа в атмосферу, для обеспечения возможности сбора и повторного использования технологического газа. В альтернативном варианте осуществления, особенно предпочтительном для обработки подложек,через которые проходят технологический газ и реагент, например для обработки нетканых и тканых текстильных полотен, экстрактор можно установить под подложкой,чтобы подложка транспортировалась между корпусом агрегата и экстрактором. Экстрактор можно выполнить с возможностью отбора технологического газа и реагента через подложку, благодаря чему подложка будет обрабатываться равномерно. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения предложен способ обработки поверхности подложки с использованием системы описанного выше типа, согласно которому вводят технологический газ или распыляемый жидкий и/или твердый материал, формирующий покрытие, в корпус устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении, формируют плазму, производят плазменную обработку распыленного жидкого и/или твердого материала, формирующего покрытие, и обрабатывают поверхность подложки получаемыми при этом активированными частицами. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения используют систему генерирования плазмы при атмосферном давлении, выполненную с возможностью нанесения покрытия на подложку,имеющую устройство генерирования плазмы при атмосферном давлении с корпусом, содержащим средство введения реагента, средство введения технологического газа, и одно или более электродных устройств множества параллельных электродов, выполненных с возможностью генерирования плазмы, при этом каждое электродное устройство имеет по меньшей мере один частично покрытый диэлектрическим материалом электрод, при этом система выполнена так, что единственным выходом для вводимых в систему технологического газа и реагента является путь через область плазмы между электродами, характеризующуюся тем, что средством введения реагента является распылитель для распыления реагента в виде жидкости и/или твердого формирующего покрытие материала. В этом варианте осуществления соответствующей подложкой предпочтительно может быть порошок, вводимый в систему третьим средством ввода, которое может содержать соответствующее средство введения порошка, например, распылитель порошка или т.п. Смешивание порошка после введения согласно изобретению предпочтительно действует так же, как и средство введения и смешивания распыляемого жидкого или твердого формирующего покрытие материала с газом-носителем. Покрытую порошком подложку можно отводить на или в любом средстве на электростатическую конвейерную ленту. Систему согласно настоящему изобретению можно установить на или вблизи открытого основания емкости с порошком, такой как бункер или желоб, в которой порошок, проходящий через узкое отверстие в основании, можно псевдоожижать с помощью газа, в результате чего выходящий из емкости порошок будет создавать эффект Вентури и уносить смесь технологического газа/распыленного жидкого или твердого материала покрытия, выходящего из устройства, и при этом частицы порошка, поступающие в плазменный разряд при атмосферном давлении и/или в получаемый при этом поток ионизированного газа, будут покрываться распыленным жидким или твердым формирующим покрытие материалом,выходящим из устройства, согласно настоящему изобретению. Это особо целесообразно для нанесения покрытия на порошковые подложки, которые чувствительны к другим способам нанесения покрытия, например к способам, предусматривающим применение тепла, повышенных температур и УФ-излучения. Порошковые подложки, на которые наносится покрытие,могут быть любым материалом, например, металлами, окислами металлов, глиноземом, углеродом, органическими порошковыми основами, включая полимеры, красители, отдушки, ароматизаторы, фармацевтические порошковые основы, такие как пенициллины и антибиотики, и также биологически активные соединения, например материалы на основе белка и ферменты. Имеются разнообразные методы плазменной обработки, и для данного изобретения особую важность представляют следующие: активация поверхности, очистка поверхности, травление материала и нанесение покрытия. Обычно подложку можно соответствующим образом обработать с помощью одного, или более агрегатов. Например, первый агрегат можно использовать для очистки поверхности основы, второй агрегат можно использовать для активации поверхности, нанесения покрытия или травления. Дополнительные агрегаты можно применить для активирования имеющей покрытие поверхности и затем для повторного нанесения покрытия на поверхность, нанесения одного, или более дополнительных покрытий или т.п., в зависимости от применения подложки. Например, сформированное на подложке покрытие можно подвергнуть последующей обработке при разных условиях плазмы. Например, покрытия,-7 007057 являющиеся производным силоксана, можно затем оксидировать обработкой с помощью плазмы, содержащей кислород. Содержащая кислород плазма генерируется введением содержащих кислород материалов в плазму, например, газообразного кислорода или воды. Можно использовать любую надлежащую комбинацию плазменных обработок, например первую область плазмы можно использовать для очистки поверхности подложки плазменной обработкой с использованием плазмы газообразного гелия; и вторую область плазмы можно использовать для нанесения покрытия, например, путем нанесения распылителем или пульверизатором распыленной жидкости или твердого вещества согласно излагаемому выше описанию. Либо первый агрегат можно использовать как средство оксидирования, например, в технологическом газе: кислород/гелий, или для нанесения покрытия, и вторую область плазмы использовать для нанесения второго покрытия с помощью другого исходного вещества. Примером предварительной обработки и последующей обработки является следующий способ, выполненный для создания SiOx-барьера с внешней поверхностью, стойкой к воздействию почвы, топлива и которую можно использовать для солнечных батарей или в автомобилях. Подложку предварительно обрабатывают очисткой гелием/активацией подложки, после чего осаждают SiOx из исходного вещества - полидиметилсилоксана в первой области плазмы, затем можно использовать обработку плазмой гелия для обеспечения дополнительного сшивания слоя SiOx, после чего следует нанесение покрытия с помощью перфорированного исходного вещества. Настоящее изобретение можно использовать для формирования многих разных типов покрытий подложки. Тип покрытия, который формируется на подложке, определяется формирующим покрытие материалом, и способ согласно настоящему изобретению можно использовать для сополимеризации формирующих покрытие мономерных материалов на поверхности подложки. Формирующим покрытие материалом может быть органический или неорганический, твердый, жидкий или газообразный материал, или смесь этих материалов. Целесообразными органическими формирующими покрытие материалами являются карбоксилаты, метакрилаты, акрилаты, стиролы, метакрилонитрилы, алкены и диены, например метилметакрилат, этилметакрилат, пропилметакрилат, бутилметакрилат и другие алкилметакрилаты, и соответствующие акрилаты, включая органофункциональные метакрилаты и акрилаты, включая глицидилметакрилат, триметоксисилилпропилметакрилат, аллилметакрилат, гидроксиэтилметилметакрилат, гидроксипропилметакрилат, диалкиламиналкилметакрилаты и фторалкил(мет)акрилаты, метакриловую кислоту, акриловую кислоту, фумаровую кислоту и сложные эфиры, итаконовую кислоту (и сложные эфиры), ангидрид малеиновой кислоты, стирол, -метилстирол, галогенированные алкены, например, галогениды винила, такие как хлориды винила и фториды винила; и фторированные алкены,например, перфторалкены, акрилонитрил, метакрилонитрил, этилен, пропилен, аллиламин, галогениды виниледена, бутадиены, акриламид, например, N-изопропилакриламид, метакриламид; эпоксидные соединения, например глицидоксипропилтриметоксисилан, глицидол, окись стирола, моноксид бутадиена,диглицидилэфир этиленгликоля, метакрилат глицидила, А-диглицидилэфир бис-фенола А (и его олигомеры), оксид винилциклогексена; такие проводящие полимеры, как пиррол и тиофен и их производные; и содержащие фосфор соединения, такие как, например, диметилаллилфосфонат. Целесообразными неорганическими формирующими покрытие материалами являются металлы и оксиды металлов, включая коллоидные металлы. Органо-металлические соединения также могут быть соответствующими материалами формирования покрытия, такие как алкоксиды металлов, как титанаты,алкоксиды цинка, цирконаты и алкоксиды германия и эрбия. На подложки можно наносить покрытия на основе кремнезема или силоксана, используя образующие покрытие составы, содержащие кремниевые материалы. Целесообразными кремнийсодержащими материалами являются силаны, например, силан, алкилсиланы, алкилгалосиланы, алкоксисиланы, и линейные (например, полидиметилсилоксан) и циклические силоксаны (например, октаметилциклотетрасилоксан), включая органо-функциональные линейные и циклические силоксаны (например, содержащие Si-H гало-функциональные и галоалкил-функциональные линейные и циклические силоксаны, например, тетраметилциклотетрасилоксан и три(нонофторбутил)триметилциклотрисилоксан). Можно использовать смесь разных содержащих кремний материалов, чтобы согласовать физические свойства покрытия подложки с определенной необходимостью (например, тепловые свойства, оптические свойства,такие как показатель преломления и вязкоупругие свойства). Преимущество настоящего изобретения над известным уровнем техники заключается в том, что для формирования покрытия подложки можно использовать как жидкие, так и твердые распыленные формирующие покрытие материалы, благодаря способу, осуществляемому при атмосферном давлении. Помимо этого, формирующие покрытие материалы можно ввести в плазменный разряд или в получаемый поток без помощи газа-носителя, т.е. их можно вводить непосредственно, например, прямым впрыскиванием, и при этом формирующие покрытие материалы впрыскиваются непосредственно в плазму. Технологический газ для использования в процессах плазменной обработки с помощью электродов согласно настоящему изобретению может быть любым газом, но предпочтительно инертным газом или инертным газом на основе такой смеси, как, например гелий, смесь гелия и аргона, смесь на основе аргона, также содержащей кетоны и/или соответствующие соединения. Эти технологические газы можно-8 007057 использовать отдельно или в сочетании с такими газообразными реагентами, как, например, азот, аммиак, O2, H2O, NO2, воздух или водород. Наиболее предпочтительно, чтобы технологическим газом был один гелий, или гелий в комбинации с окисляющим или восстанавливающим газообразным реагентом. Выбор газа зависит от выполняемых плазменных процессов. Если необходим окисляющий или восстанавливающий реагент, то предпочтительно использовать смесь, состоящую на 90-99% из инертного газа и на 1-10% из окисляющего или восстанавливающего газа. Если в агрегате окисляющий или восстанавливающий газ не требуется, то агрегат можно заполнить инертным газом или технологическим газом до возбуждения плазмы. Обычно инертным газом может быть азот. В условиях окисления агрегат согласно настоящему изобретению можно использовать для формирования содержащего кислород покрытия на подложке. Например, покрытия на основе кремнезема можно выполнить на поверхности подложки из распыленных содержащих кремний формирующих покрытие материалов. В условиях восстановления способ согласно настоящему изобретению можно использовать для формирования бескислородных покрытий, например, покрытия на основе карбида кремния можно сформировать из распыленных содержащих кремний материалов, формирующих покрытие. В азотосодержащей среде азот может связываться с поверхностью подложки, и в среде, содержащей и азот, и кислород; нитраты могут связываться с поверхностью подложки и/или формироваться на ней. Эти газообразные реагенты можно также использовать для предварительной обработки поверхности подложки до обработки жидким или твердым формирующим покрытие веществом. Например, обработка подложки содержащей кислород плазмой может улучшить сцепление с наносимым покрытием. Содержащая кислород плазма генерируется введением содержащих кислород материалов в плазму, таким как газообразный кислород или вода. Подложка, на которую наносится покрытие, может содержать любой целесообразный материал, например, стекло, такие металлы, как сталь, алюминий, медь, титан и их сплавы; пластмассы, например,такие термопласты, как полиолефины, например, полиэтилен и полипропилен, поликарбонаты, полиуретаны, поливинилхлорид, сложные полиэфиры (например, полиалкилентерефталаты, в частности, полиэтилентерефталат); полиметакрилы (например, полиметилметакрилат и полимеры гидроксиэтилметакрилата), полиэпоксиды, полисульфоны, полифенилены, полиэфиркетоны, полиимиды, полиамиды, полистиролы, фенольные, эпоксидные и меламинформальдегидные смолы, и их смеси и сополимеры; силоксан, ткани, тканые и нетканые волокна, природные волокна, целлюлозный материал с синтетическим волокном и порошок, или смесь органического полимерного материала и кремнийорганические добавки,которые являются смешиваемыми или по существу несмешиваемыми с органическим полимерным материалом согласно находящейся на совместном рассмотрении заявке WO 01/40359 этих же авторов. Термин по существу несмешиваемый означает, что содержащая кремнийорганическое вещество добавка и органический материал имеют достаточно разные параметры взаимодействия, чтобы не смешиваться в равновесных условиях. Обычно, но не исключительно, это будет в том случае, когда параметры растворимости содержащей кремнийорганическое вещество добавки и органического материала будут отличаться на значение более 0,5 МПа 1/2. Настоящее изобретение целесообразно, в частности, для обработки жестких или негибких листов и т.п., например, металлических листов, с помощью трехэлектродного устройства, и пластмассы с помощью двухэлектродного устройства. Подложки, на которые нанесено покрытие согласно настоящему изобретению, могут иметь различные применения. Например, глиноземное покрытие, сформированное в окисляющей среде, может улучшить барьерные и/или диффузные свойства подложки, и может усилить способность дополнительных материалов сцепляться с поверхностью подложки; гало-функциональное органическое или силоксановое покрытие (например, перфторалкены) могут повысить гидрофобность, олеофобность, стойкость к воздействию со стороны топлива и почвы, и/или обеспечивать проявление свойств подложки; полидиметилсилоксановое покрытие может повысить водонепроницаемость подложки и обеспечить проявление ее свойств, и может увеличить мягкость тканей; полимерное покрытие из полиакриловой кислоты можно использовать как клеящий слой для усиления сцепления с поверхностью подложки или как часть слоистой структуры; включение в покрытия изотопов коллоидных металлов может обеспечить подложке поверхностную проводимость или улучшить ее оптические свойства. Политиофен и полипиррол создают электропроводные полимерные покрытия, которые также могут обеспечивать металлическим основам коррозионную стойкость. Краткое описание чертежей Изобретение поясняется приводимым ниже описанием некоторых вариантов его осуществления,приводимых в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает поперечное сечение системы, использующей двухэлектродное устройство для непроводящих подложек, согласно изобретению; фиг. 2 - поперечное сечение системы, использующей трехэлектродное устройство для проводящих подложек, согласно изобретению; фиг. 3 - общий вид системы (разрез), согласно изобретению; фиг. 4 а и 4b - предпочтительную систему введения распыленной жидкости, согласно изобретению;-9 007057 фиг. 5 - вариант системы введения распыленной жидкости, согласно изобретению; фиг. 6 - вариант системы введения технологического газа, согласно изобретению; фиг. 7 - вариант осуществления, согласно которому устройство в соответствии с настоящим изобретение используется для обработки порошка. Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения На фиг. 1 и 3 представлена система 100, работающая при атмосферном давлении, которая содержит устройство 7 генерирования плазмы при атмосферном давлении, имеющее круглое сечение и содержащее вход 12 для введения технологического газа, через который технологический газ входит в устройство 7. Технологический газ используется для создания плазмы. Ультразвуковое сопло 10 вводит реагент,которым согласно настоящему изобретению является распыленный жидкий и/или твердый формирующий покрытие материал. Устройство 7 также содержит пару электродов, покрытых диэлектрическим материалом 3 или заключенных в нем. Заданное расстояние между отстоящими друг от друга электродами обеспечивается парой электродных прокладок 5. Покрытые диэлектриком электроды выступают наружу из устройства 7 генерирования плазмы при атмосферном давлении. Устройство 7 генерирования плазмы при атмосферном давлении имеет такую конструкцию, в которой газ и реагент, вводимые в устройство 7, могут выходить только через область б плазмы между имеющими покрытие электродами. Экстрактор 8, подобно устройству 7 генерирования плазмы при атмосферном давлении, является по существу цилиндрическим, имеет круглое сечение и выполнен из такого диэлектрического материала,как полипропилен или ПВХ. Устройство 7 соосно с экстрактором 8, имеющим более крупный диаметр. Экстрактор 8 содержит кромку 15, которая окружает имеющие диэлектрическое покрытие электроды и формирует канал 9 между электродами и кромкой 15, по которому выводятся остаточный технологический газ, реагент и побочные продукты. Край кромки 16 отстоит на равном расстоянии от подложки 1 и основания имеющих диэлектрическое покрытие электродов, но она может быть расположена и ближе. Экстрактор 8 также содержит выход 18 для насоса (не показан), который выводит остаточный технологический газ, реагент и побочные продукты из системы 100. Кондиционирующие средства 2 расположены снаружи кромок 15 и служат для того, чтобы сводить к минимуму поступление воздуха из атмосферы в экстрактор 8. Кондиционирующими средствами 2 являются либо кромочные уплотнения, примыкающие к подложке 1, либо, в зависимости от вида обрабатываемой подложки, являются стержнями снятия статического электричества, подобными тем, которые используются в производстве пластмассовой пленки и удаляют статическое электричество с поверхности подложки с помощью высокого статического потенциала или, как вариант, с помощью воздушных струй, удаляющих частицы пыли. Кондиционирующими средствами являются угольные щетки снятия статического электричества. Устройство 7 генерирования плазмы при атмосферном давлении неподвижно, и подложка 1 проходит под агрегатом на транспортирующем средстве любого вида (не показано), которое может быть разным сообразно обрабатываемой подложке, поскольку транспортирующее средство не входит в состав системы. Расстояние до подложки от конца 23 каждого электрода не зависит от обрабатываемой подложки, но обычно подложку 1 от конца 23 отделяет короткое расстояние в несколько миллиметров. Во время работы система устанавливается вблизи непроводящей подложки 1, и при этом конец 23 электродов и край 16 кромки 15 находятся в нескольких миллиметрах от поверхности подложки 1. Подложка 1 в комбинации с экстрактором 8 образует камеру вокруг имеющих диэлектрическое покрытие электродов. Камера выполнена с возможностью по существу предотвращать выход остаточного технологического газа, реагента и побочных продуктов не через канал 9, с помощью насоса. Технический газ поступает в устройство 7 через вход 12, и распыленная жидкость или порошок вводятся в устройство 7 через ультразвуковое сопло 10. Создавая турбулентность, технологический газ и распыленная жидкость или порошок смешиваются в устройстве 7; предпочтительные варианты создания турбулентности поясняются ниже со ссылкой на фиг. 3 и 4. Смесь технологического газа/распыленной жидкости или порошка имеет выход только через область плазмы, образованной электродной прокладкой 5 и имеющими диэлектрическое покрытие 3 электродами. При прохождении газообразного гелия через область 6 плазмы плазма генерируется, когда создается соответствующая разность потенциалов между имеющими диэлектрическое покрытие электродами. Распыленная жидкость или твердое вещество проходят плазменную обработку с формированием активных частиц, которые затем направляются к подложке 1 через область 6 плазмы между имеющими диэлектрическое покрытие электродами и при этом взаимодействуют с указанной подложкой, которая также находится в области плазмы, как указано выше. Остаточный газообразный гелий, реагент и побочные продукты затем отводятся под конец 23 электродов, в канал 9 и выводятся через выход 18. На фиг. 2 показана та же система (100), отличие между этими двумя системами в их электродах. Система согласно фиг. 2 предназначена, в частности, для таких проводящих подложек, как металлы, но может использоваться и для непроводящих подложек. В этом трехэлектродном устройстве предусматривается центральный электрод 34, заключенный в диэлектрике 33. По обеим сторонам заключенного в диэлектрике электрода 34 расположены два заземленных электрода 37, которые исключают короткое замыкание между основанием электрода 34 и подложкой 1. В этом устройстве центральный электрод 34- 10007057 расположен в зазоре между заземленными электродами 37 с помощью электродной прокладки с двойной прорезью, и расстояние между диэлектрическим основанием 38 заключенного в диэлектрике электрода 34 и подложкой 1 должно превышать расстояние между диэлектриком и заземленными электродами 37,чтобы исключить образование дуги между заключенным в диэлектрик электродом 34 и поверхностью подложки 1. Во время работы плазма генерируется в области 36 плазмы между заключенным в диэлектрик электродом 34 и каждым заземленным электродом 37, и через нее проходят технологический газ и реагенты,и затем поступают в экстрактор 8 по каналу 9. На фиг. 4 а и 4b показаны два варианта поступления жидкого и/или твердого формирующего покрытие материала (реагента) и технологического газа в устройство 7 и средства обеспечения ровного распределения распыленного вещества до прохождения смеси через области 6 или 36 плазмы, в зависимости от используемого вида электродного устройства. Согласно фиг. 4 а ультразвуковое сопло 10 имеет генерирующий частоту кабель 13 и вход 14 для воздуха (воздух можно использовать в качестве газа-носителя для распыленного жидкого и/или твердого формирующего покрытие материала). Технологический газ вводится перпендикулярно оси корпуса 7 через вход 12, в результате чего создается турбулентность вблизи выхода сопла 10, когда поток газа переориентируется в основную ось потока. Этот процесс смешивания наиболее целесообразен для повышенных значений расхода технологического газа, применяемых с такими недорогими технологическими газами, как воздух или азот. Согласно фиг. 4b ультразвуковое сопло 10 установлено на конце корпуса 7 и расположено на основной его оси, и газ-носитель вводится через вход 12 в корпус 7. На фиг. 3 и 5 показаны дополнительные альтернативные средства обеспечения равномерного распределения технологического газа/жидкого и/или твердого формирующего покрытие материала. Это обеспечивается за счет создания турбулентности ограничивающим диском 11 в течении технологического газа непосредственно перед концом 20 сопла. Турбулентность будет присутствовать в пределах 6 диаметров диска, если диаметр диска составляет половину диаметра корпуса 7, 1/2 диаметров трубы после диска 11, чтобы обеспечивать однородность распыления жидкости. На фиг. 6 показано еще одно средство введения воздуха в корпус 7. Если воздух используется в качестве технологического газа, то вентилятор 40 переменной скорости используется для введения воздуха в корпус 7 и для создания турбулентности в целях смешивания поступающего воздуха и распыленной жидкости или порошка, вводимых в корпус 7 ультразвуковым соплом 10. На фиг. 7 показана система, представленная на фиг. 2, которая установлена вблизи суженного выхода 48 желоба 50 для порошка. Псевдоожижающий газ вводится в желоб по входам 52 и направляется в порошок для обеспечения подвижности. При наличии сужения в сторону выхода 48, создаваемого системой 100 препятствия и высокой скорости выхода смеси технологического газа/распыленного жидкого или твердого материала покрытия из агрегата 100 создается эффект Вентури смесью технологического газа/распыленного жидкого или твердого материала покрытия, выходящей из системы 100. В результате выходящие из желоба 50 порошок/газ уносятся, и при этом частицы порошка, поступающие в плазменный разряд при атмосферном давлении и/или в создаваемый им поток ионизированного газа, покрываются распыленным жидким или твердым формирующим покрытие материалом, получаемым в агрегате 100 согласно данному изобретению. Для сбора обработанного плазмой порошка можно использовать любые известные средства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система (100) генерирования плазмы при атмосферном давлении, содержащая устройство (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении с корпусом (17), содержащим средство (10) введения реагента, средство (12) введения технологического газа, и одно или более электронных устройств (4) множества параллельных электродов, для генерирования плазмы, при этом каждое электродное устройство имеет по меньшей мере один частично покрытый диэлектриком электрод (3), при этом система выполнена таким образом, что выход технологического газа и реагента, вводимых в систему, осуществляются через область (6) плазмы между электродами (3), причем система (100) выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в непосредственной близости от дальних концов (23) электродов(3), отличающаяся тем, что средством (10) введения реагента является распылитель для распыления и введения жидкого и/или твердого реагента, формирующего покрытие. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что электродное устройство (4) множества параллельных электродов содержит одну, или более пар, по меньшей мере, частично покрытых диэлектриком и параллельных электродов (3), отделенных друг от друга заданным расстоянием. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что электродное устройство (4) множества параллельных электродов содержит систему (34, 37) из трех параллельных электродов, в которой центральный электрод (34), по меньшей мере, частично покрыт диэлектриком (33), а другие два электрода (37) заземлены и расположены с каждой стороны центрального электрода (34) на заданном расстоянии от него. 4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что корпус (17) устройства генерирования- 11007057 плазмы при атмосферном давлении имеет длину в пределах от 0,5 до 5 м. 5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что содержит экстрактор (8), размещенный вокруг устройства (7) генерирования плазмы и изолирующий устройство (7) генерирования плазмы от внешней атмосферы, и содержащий средство удаления отработанного технологического газа, реагентов и побочных продуктов и корпус, имеющий форму, содержащую открытый канал (9), края которого образуют камеру вокруг электродов (3, 4) совместно с подложкой (1) и тем самым обеспечивают герметизацию экстрактора по отношению к атмосфере, при этом через указанную камеру выводятся отработанный технологический газ, реагенты и побочные продукты. 6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что распылитель (10) является ультразвуковым соплом. 7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что средство ввода (12) технологического газа расположено перпендикулярно оси корпуса (17) устройства (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении и напротив или перпендикулярно средству (10) введения реагента, посредством чего обеспечивается турбулентность вблизи выхода распылителя, когда поток газа переориентируется в основное направление потока вдоль оси корпуса (17) устройства генерирования плазмы. 8. Система по любому из пп.5 или 6, отличающаяся тем, что ограничительный диск (11) установлен в поле потока технологического газа. 9. Система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что технологический газ, реагент и побочные продукты, выводимые через экстрактор (8), действуют в качестве хладагента для системы (100) генерирования плазмы. 10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит одно или более кондиционирующих средств (2), предназначенных для ограничения или исключения поступления воздуха в экстрактор из атмосферы и выполненных в виде кромочных уплотнений, примыкающих к подложке,и/или в виде стержней, или угольных щеток, или электронных пушек, предназначенных для снятия статического электричества с поверхности подложки, предотвращения поступления воздуха и потерь технологического газа в атмосферу. 11. Система по п.10, отличающаяся тем, что кондиционирующие средства (2) выбраны из группы,состоящей из угольных щеток или электронных пушек кулоновского барьера. 12. Система по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в непосредственной близости от дальних концов (23) электродов (3, 4), так что обработка плазмой при атмосферном давлении выполняется после указанных электродов (3, 4). 13. Система по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что подложка (1) служит стенкой системы(100), в которой генерируется плазма, причем стенка используется для предотвращения выхода технологического газа, реагентов и/или побочных продуктов после возбуждения плазмы. 14. Система по п.13, отличающаяся тем, что использование подложки (1) в качестве стенки системы ограничивает плазменную обработку одной стороной подложки (1). 15. Способ обработки поверхности подложки с использованием системы по любому из пп.1-14, заключающийся в том, что вводят технологический газ и распыленный жидкий и/или твердый материал формирующего покрытия в корпус (17) устройства (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении,формируют плазму,осуществляют плазменную обработку распыленного жидкого и/или твердого материала, формирующего покрытие,обрабатывают поверхность подложки (1), в результате чего формируются активизированные частицы. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что обработку поверхности подложки (1) выполняют в области, расположенной после электродов (3, 4). 17. Способ по любому из пп.15 или 16, отличающийся тем, что в качестве технологического газа используют инертный газ или смесь на основе инертного газа. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что технологический газ используют в комбинации с газообразными реагентами. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что газообразные реагенты являются окисляющими или восстанавливающими газообразными реагентами в смеси, содержащей 90-99% инертного газа и 1-10% окисляющего или восстанавливающего газа. 20. Способ по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что систему (100) формирования плазмы при атмосферном давлении используют для предварительной обработки подложки. 21. Способ по любому из пп.15-20, отличающийся тем, что систему (100) формирования плазмы при атмосферном давлении используют для последующей обработки подложки. 22. Способ по любому из пп.15-21, отличающийся тем, что дополнительно используют газообразный реагент. 23. Способ по п.15, отличающийся тем, что предварительно обрабатывают подложку путем очистки гелием и активацией подложки, после чего осуществляют осаждение SiOx из полидиметилсилоксана в- 12007057 первой области плазмы и последующую обработку гелиевой плазмой для обеспечения дополнительного сшивания слоя SiOx, и окончательно наносят дополнительное покрытие, используя перфторированное исходное вещество. 24. Система (100) генерирования плазмы при атмосферном давлении для нанесения покрытия на подложку, содержащая устройство (7) генерирования плазмы при атмосферном давлении с корпусом(17), содержащим средство (10) введения реагента, средство (12) введения технологического газа, и одно или более электродных устройств (4) множества параллельных электродов для генерирования плазмы,при этом каждое электродное устройство имеет по меньшей мере один частично покрытый диэлектриком электрод (3), при этом система выполнена таким образом, что выход технологического газа и реагента, вводимых в систему, осуществляются через область (6) плазмы между электродами (3), отличающаяся тем, что средством (10) введения реагента является распылитель для введения реагента в виде жидкого и/или твердого материала, формирующего покрытие. 25. Система по п.24, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью нанесения покрытия на подложку, представляющую собой порошок. 26. Способ обработки порошковой подложки с использованием системы по п.24, заключающийся в том, что в качестве материала подложки используют материал, выбранный из группы, состоящей из металлов, окислов металлов, глинозема, углерода, органических порошковых основ, полимеров, красителей,фармацевтических порошковых основ, биологически активных соединений, белков или ферментов,осуществляют очистку поверхности порошковой подложки, а затем активацию поверхности и нанесение покрытия, для чего вводят технологический газ и распыленный жидкий и/или твердый материал формирующего покрытия в корпус устройства генерирования плазмы при атмосферном давлении,формируют плазму,осуществляют плазменную обработку распыленного жидкого и/твердого материала, формирующего покрытие,обрабатывают поверхность подложки, в результате чего формируются активированные частицы поверхности подложки,наносят на подложку покрытие, которое подвергают последующей обработке при разных условиях плазмы. 27. Применение системы по п.2 в качестве системы для обработки неэлектропроводных подложек. 28. Применение системы по п.2 в качестве системы для обработки электропроводных подложек.
МПК / Метки
МПК: H01J 37/32, B05B 7/22, C23C 4/12
Метки: формирования, давлении, система, атмосферном, плазмы
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/16-7057-sistema-dlya-formirovaniya-plazmy-pri-atmosfernom-davlenii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система для формирования плазмы при атмосферном давлении</a>
Предыдущий патент: Система передачи содержимого кабельной сети через интернет
Следующий патент: Устройство для точного измерения характеристик пласта
Случайный патент: Способы модулирования киназных белков множественных линий и скрининга соединений, которые модулируют киназные белки множественных линий