La ionizzazione di un gas è un processo con il quale un gas, inizialmente neutro, viene ionizzato facendo passare una corrente elettrica. È anche noto come scarica elettrica, o (se la corrente che fluisce nella scarica è molto elevata) arco elettrico. Il fenomeno della scarica nei gas coincide con la rottura dielettrica del materiale, quando il materiale è un gas. Infatti, mentre il gas neutro è dielettrico, con il passare della corrente, esso cessa di essere isolante perché sottoposto ad un campo elettrico sufficientemente elevato.

Il campo elettrico massimo al quale può resistere un gas senza entrare in conduzione è detto rigidità dielettrica del gas, in analogia ai materiali solidi: quando si ha la scarica si dice anche che la sua rigidità dielettrica è stata perforata. Ciò accade ad esempio nel caso dei fulmini o dei tubi al neon.

In laboratorio, una piccola quantità di gas può essere riscaldata e ionizzata principalmente attraverso tre metodi: facendoci passare una corrente, per esempio applicando una tensione fra due elettrodi (Scariche in corrente continua); immettendo delle onde radio a frequenza opportuna (Scariche in radiofrequenza); come nel punto precedente, ma utilizzando delle microonde (Scariche a microonde).

Generalmente, dal punto di vista microscopico, questi metodi per formare una scarica (o plasma) sono tutti equivalenti: viene fornita dell'energia agli elettroni legati ai nuclei, che a un certo punto si liberano dal legame col nucleo. Elettroni liberi collidono con altri atomi neutri, liberando ancora più elettroni, e il processo poi procede a cascata fino a un equilibrio, che dipende unicamente dalla pressione del gas e dal campo elettrico applicato.

La condizione iniziale è che gli elettroni abbiano una energia cinetica maggiore del potenziale di ionizzazione dell'elemento usato per la scarica. Poiché il potenziale di prima ionizzazione (cioè, l'energia necessaria per strappare il primo elettrone al nucleo) è compreso fra 5 e 25 eV , questo valore fornisce la soglia in energia necessaria agli elettroni per ionizzare il gas. I gas nobili hanno una energia di ionizzazione maggiore; è da tenere presente comunque che per i gas biatomici, come l'azoto o l'ossigeno, deve essere inclusa anche l'energia necessaria per spezzare le molecole: la conseguenza è che la tensione di breakdown è generalmente più alta per questi ultimi.

Il metodo più semplice e comune per ionizzare un gas è di accelerare gli elettroni naturalmente presenti, anche in un gas neutro, con un campo elettrico. Le scariche in corrente continua, sono le più facili da realizzare e le più studiate in laboratorio, anche per l'ampio spettro di applicazioni (elettrodeposizione, xerografia, sputtering industriale, ecc.).

Il plasma è quindi una sorgente con reattività chimica; la sua energia può così essere utilizzata applicandola su di una superficie. Ne risultano differenti reazioni come, la pulizia della superficie o l'attivazione della stessa. Per attivazione si intende quel procedimento che modifica la natura della superficie o la sua carica di energia; questo permette, la maggior parte delle volte, di aumentare l'umidità o di favorire l'adesione di un rivestimento ( vernice, inchiostro, pittura, colla).
Esiste un altro metodo di utilizzo del plasma: è possibile iniettare, all'interno del plasma stesso, prodotti chimici ( precursori) liquidi o gassosi, al fine di realizzare un deposito di uno strato sottile.

Il processo che permette un sottile deposito di prodotto chimico tramite vapore viene realizzato con un plasma atmosferico: si ottiene mischiando un precursore organico con il plasma stesso, la reazione permette di depositare uno strato sottile di prodotto, sulla superficie.
Le applicazioni di questa tecnologia sono veramente numerose. La pellicola depositata dona nuova funzionalità alla superficie trattata. Il tipo di copertura viene scelta, naturalmente, a seconda delle diverse necessità: ad esempio si può rendere una materia plastica più resistente all’abrasione, oppure si può stendere una barriera anticorrosione su di una superficie metallica oppure stendere una pellicola ottica.
 
APPLICAZIONI:
 
PELLICOLE
TRATTAMENTO ANTI CORROSIONE
PELLICOLE OTTICHE
TRATTAMENTO ANTI SPORCO

L'attivazione tramite plasma di una superficie da stampare permette un aderenza ottimale per ogni tipo di inchiostro, qualsiasi tipo di metodo di stampa si utilizzi, anche su quelle superfici reputati impossibili come i polimeri (polipropilene, policarbonato, polietilene, PVC...)ad anche sul vetro e sul metallo.
Facilmente integrabile su una linea di produzione per un trattamento rapido prima della stampale soluzioni plasma atmospherique Acxys tecnologies possono rispondere ad ogni tipo di esigenza.

APPLICAZIONI:


PACKAGING
MATERIALE ELETTRICO.

Grazie alla combinazione degli effetti dell'attivazione e della pulitura dovute al plasma, è possibile, in un sol colpo, eliminare tracce di composti organici quali olio e grasso, e nel contempo rende la superficie perfetta per la essere più adesiva. Questo permette a vernici e pitture di essere direttamente applicate sulla superficie pulita e particolarmente aderente.
Nel caso dell'utilizzo di lacche termiche, il pre-trattamento al plasma permette di aumentare fino al 30% il tempo dell'apparizione dei primi segni di ossidazione in confronto alla preparazione classica per bagno. Questo è stato osservato utilizzando dei test specifici con la nebbia salina.


APPLICAZIONI:


COSMETICA
AUTOMOTIVE
AEREONAUTICA
CHIMICA
PACKAGING
MATERIALE ELETTRICO

Le superfici possono essere coperte da contaminanti organici oppure da ossidazione; questi nano-residui possono essere eliminati in pochi secondi utilizzando il plasma con l'ossigeno. I pezzi trattati sono quindi rapidamente disponibili per le operazioni successive.
Questo sistema di pulizia al plasma offre una possibilità alternativa veloce e efficace di pulizia nei confronti delle metodologie classiche come quella meccanica oppure quella con l'utilizzo di liquidi o solventi.

APPLICAZIONI:


INCOLLAGGIO
STAMPA
PULITURA
PITTURA