增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911405910.7 (22)申请日 2019.12.31 (71)申请人 南京工业大学 地址 210000 江苏省南京市浦口区浦珠南 路30号 (72)发明人 崔行磊方志张龙龙王森 (74)专利代理机构 苏州慧通知识产权代理事务 所(普通合伙) 32239 代理人 丁秀华 (51)Int.Cl. H01T 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表 面改性方法 (57)摘要 本发明公开了火花塞领域的一种增强火花 塞抗积碳能力的等。

2、离子体表面改性方法， 该方法 利用含憎水性成分的等离子体射流改变表面微 观结构和化学成分， 降低绝缘陶瓷的表面极性和 改善表面电学性能， 自动位移平台保障处理工艺 的均匀性， 提高火花塞的抗积碳能力， 具体包括 以下步骤： S1： 启动改性平台， 连接主辅气道， 固 定直流电机， 固定射流管， 搭建射流气路环节， 连 接相应电路； S2： 通气检查气路运行状况， 通电并 检查电路状况是否正常， 检查电机运转是否正 常； S3： 启动电机使火花塞发生旋转， 利用射流对 火花塞进行预处理； S4： 切断电源与气路， 在原有 气路基础上， 加入憎水性添加物混合气路， 再次 按照上述操作对火花塞进行二。

3、次处理； S5： 再次 切断电源与气路， 取下火花塞。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 111146693 A 2020.05.12 CN 111146693 A 1.一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特征在于： 该方法包括以 下步骤： S1： 启动改性平台， 连接主辅气道， 固定直流电机， 固定射流管， 搭建射流气路环节， 连 接相应电路； S2： 通气检查气路运行状况， 通电并检查电路状况是否正常， 检查电机运转是否正常； S3： 启动电机使火花塞发生旋转， 利用射流对火花塞进行预处理； S4： 切断电源与气路， 在原有气路基础上， 加入憎水性添加物混合气路，。

4、 再次按照上述 操作对火花塞进行二次处理； S5： 再次切断电源与气路， 取下火花塞， 完成整个处理。 2.根据权利要求1所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于： 所述改性平台还包括电气系统、 电机驱动系统、 处理系统、 气路系统和控制系统， 所 述处理系统包括等离子体射流反应器以及夹具固定模块， 所述电气系统包括给反应器供电 的脉冲电源， 以及给电机供电的直流电源， 所述电机驱动系统包括提供给处理装置所需要 的机械传动部分主要有支撑轴承， 滚珠丝杆， 载物平台， 所述气路系统包括防倒吸模块， 流 量控制模块， 气源连接模块， 电气系统提供给气路系统以及处理系统对。

5、应的电源， 电机驱动 系统为处理系统提供所需的火花塞处理各个系统相互协调。 3.根据权利要求2所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于： 所述搭建射流气路环节步骤为： 在Ar气瓶的出口端安装减压阀， 所述减压阀经转接 头连通直径为与的橡胶管， 连接橡胶管的一路通过主气道依次 与装有添加物的集气瓶和反应器连接， 连接橡胶管的一路通过辅气道连接于反应 器内， 主气道和辅气道的流速通过质量流量计进行控制， 质量流量计流量通过显示器显示 于控制盒上， 所述主气道和辅气道上安装有气阀旋钮。 4.根据权利要求2所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于。

6、： 所述装有添加物的集气瓶和反应器之间的主气道之间还放置有一空集气瓶。 5.根据权利要求4所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于： 在所述步骤S3具体步骤为： S3.1： 打开Ar气瓶， 调节瓶压， 通入一段时间的Ar气： 排尽反应器内的空气， 然后调节气 阀旋钮调整主气道与辅气道的Ar气通入速度， 用于对火花塞作预处理； S3.2： 待调节好通入气体浓度后， 调整纳秒电源参数如下： 电源电压12kV， 频率5kHz， 上 升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns； S3.3： 处理120s后， 先切断射流部分电气回路， 再次切断工作台电机， 然后切断。

7、气路， 最 后切断载物台直流电机。 6.根据权利要求5所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于： 所述给反应器供电的脉冲电源的参数调节为电源电压12kV， 频率5kHz， 上升沿 50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns， 通过控制系统控制直流电机旋转速度5rad/s和工作台 电机直线运动速度1mm/s。 7.根据权利要求6所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于： 所述等离子体射流反应器由以下步骤得到： 针电极为的空心铜棒并缠绕一 权利要求书 1/2 页 2 CN 111146693 A 2 定圈数的生料带固定于内径为2mm外径。

8、为4mm的玻璃管内， 并且距离缠绕铜胶带的环电极 20mm处， 铜胶带缠绕的环状电极距离玻璃管口10mm处。 8.根据权利要求7所述的一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 其特 征在于： 所述S5的具体步骤为： S5.1： 打开Ar气瓶， 调节瓶压， 通入一段时间的Ar气： 排尽反应器内的空气， 然后调节气 阀旋钮调整主气道与辅气道的Ar气通入速度， 在集气瓶内装憎水性添加物， 用于对火花塞 作二次处理； S5.2： 待调节好通入气体浓度后， 调整纳秒电源参数如下： 电源电压12kV， 频率5kHz， 上 升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns； S5.3： 处理12。

9、0s后， 先切断射流部分电气回路， 其次按序切断工作台电机、 载物台直流 电机， 最后依次切断辅气道与主气道气源。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111146693 A 3 一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法 技术领域 0001 本发明涉及火花塞技术领域， 具体为一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面 改性方法。 背景技术 0002 燃油汽车发动机的核心部件火花塞， 其性能的好坏直接关系到整个发动机的启动 及输出功率。 火花塞在发动机气缸中工作时承受的油气混合物燃烧产生的高温高压及强腐 蚀性极端环境， 将会造成火花塞电极烧蚀， 间距变大以及表面积碳等一系列问题， 进而导致 火花。

10、塞点火失败。 电极烧蚀和间距变大问题可通过优化电极材料和间距予以解决， 但是表 面积碳问题一直没有得到很好的解决。 因此， 如何提高火花塞抗积碳的能力已经成为研发 和工程人员共同关注的难题。 0003 为了提高火花塞抗积碳的能力， 研发人员提出了许多优化改进的措施， 主要包括 1)改进火花塞电极结构、 2)调整点火和喷油控制策略、 3)离线清洁表面积碳和4)真空离子 镀膜。 但是采用这些措施不仅无法彻底解决气缸低温燃烧产生积碳的难题， 还会增加火花 塞上游设计生产和下游安装应用的成本。 所以， 市场上迫切需要一种高效、 经济、 兼容性强 的增强火花塞抗积碳能力的技术方法。 0004 等离子体表。

11、面改性是一种新兴的材料表面活化和改性技术。 该技术利用高电压气 体放电产生的富含活性粒子(电子、 原子、 离子、 激发态和亚稳态粒子、 自由基和光子等)的 等离子体作用于目标材料表面， 通过氧化、 刻蚀、 裂解、 交联和聚合等物理化学方式改变材 料表面特性。 等离子体材料表面改性最大的优势在于改性作用的深度在纳米至微米量级， 几乎不影响材料的质量、 硬度、 韧性等体特性， 意味着工程人员可以在不改变或损害材料基 体性能的前提下， 灵活地改变其表面性能， 具有较强的工艺兼容性。 0005 利用等离子体对火花塞绝缘陶瓷进行表面改性有望提高其抗积碳的能力。 火花塞 绝缘陶瓷体、 支架圆环面和正负金属。

12、电极均会覆盖积碳， 研究表面绝缘陶瓷体发生积碳对 火花塞点火性能影响最大， 极易导致点火异常甚至失火。 但是， 目前市面上的火花塞绝缘陶 瓷是通过将氧化铝颗粒进行挤压和煅烧而成型的， 疏松多孔的表面微观结构极易吸附有机 物微粒而积碳。 因此， 如果能利用等离子体改变绝缘陶瓷表面的微观多孔结构， 并通过绝缘 陶瓷表面镀一层含氟或含硅的憎水薄膜来降低表面能， 那么火花塞抗积碳能力将获得极大 的提升。 0006 为了增强火花塞抗积碳的能力， 研发人员提出了大量的改进措施。 这些措施除了 包括传统的火花塞电极结构优化、 点火和喷油控制策略优化以及表面积碳清洁这三大类， 还涉及最新的真空离子镀膜法。 0。

13、007 1)改进火花塞电极结构是指通过调整火花塞的结构和尺寸， 增强其抗积碳的程 度。 正如专利CN103259194B、 CN201594687U、 CN203734136U和CN205282877U等所示， 它们通 过部分扩大绝缘陶瓷的尺寸、 调整绝缘和电极的相对位置、 引入悬浮电极以及增强金属电 极的传热系数等方式， 实现减少电能沿陶瓷表面的耗散、 降低电极间击穿放电的难度、 以及 说明书 1/7 页 4 CN 111146693 A 4 加快火花塞放电区域的温升， 最终削弱积碳对火花塞点火性能的影响。 0008 2)调整点火和喷油控制策略优化是指， 优化发动机气缸在极端运行工况下优化点。

14、 火时序和喷油方式， 达到预防或减少火花塞表面积碳量的目的。 正如专利CN110206653A和 CN202707337U所示， 前者采用了分层稀薄燃烧和提前点火的方式， 实现油气浓度偏稀时气 缸燃烧室快速升温， 从而降低火花塞积碳的概率； 后者通过高压包的自激振荡产生长达1分 钟的火焰， 清除表面积碳。 0009 3)离线清除表面积碳是通过机械或化学的方法将积碳从绝缘陶瓷表面剥离， 实现 火花塞点火性能的恢复。 正如专利CN208299204U、 CN205752988U和CN205904147U等所示， 它 们将洗涤剂、 刀具、 丝线和毛刷等清扫工具与自动控制系统结合， 快速地去除表面积碳。

15、。 0010 4)真空离子镀膜的方法是通过在火花塞表面镀一层功能性薄膜， 提高其抗积碳的 能力。 正如专利CN103890347A所示， 它通过在电极和绝缘陶瓷表面镀一层复合催化剂， 实现 表面积碳的自动降解。 0011 这些传统的增强火花塞抗积碳能力的方法主要存在以下缺点： 0012 1)改进火花塞电极结构不仅会增加设计生产的工艺复杂性和经济成本， 同时也不 能从根本上解决积碳问题， 只能稍微延长火花塞的工作寿命。 0013 2)调整点火和喷油控制策略不仅会增加汽车点火控制系统的复杂性， 还会不可避 免地降低发动机的输出扭矩和功率。 0014 3)离线清洁表面积碳不仅会破坏绝缘陶瓷表面， 还。

16、不能保证清洁后火花塞点火性 能的一致性， 极易损坏发动机。 0015 4)真空离子镀膜法形成功能膜的催化分解的效率还有待提高， 且在真空条件下镀 膜会极大增加生产成本。 0016 基于此， 本发明设计了一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体表面改性方法， 以 解决上述提到的问题。 发明内容 0017 本发明的目的在于提供一种能够增强火花塞绝缘陶瓷抗积碳能力的等离子体表 面改性处理方法。 该方法利用含憎水性成分的等离子体射流改变表面微观结构和化学成 分， 同时降低绝缘陶瓷的表面极性和改善表面电学性能， 配合自动位移平台保障处理工艺 的均匀性， 最终提高火花塞的抗积碳能力。 0018 为实现上述目的，。

17、 本发明提供如下技术方案： 一种增强火花塞抗积碳能力的等离 子体表面改性方法， 该方法包括以下步骤： 0019 S1： 启动改性平台， 连接主辅气道， 固定直流电机， 固定射流管， 搭建射流气路环 节， 连接相应电路； 0020 S2： 通气检查气路运行状况， 通电并检查电路状况是否正常， 检查电机运转是否正 常； 0021 S3： 启动电机使火花塞发生旋转， 利用射流对火花塞进行预处理； 0022 S4： 切断电源与气路， 在原有气路基础上， 加入憎水性添加物混合气路， 再次按照 上述操作对火花塞进行二次处理； 0023 S5： 再次切断电源与气路， 取下火花塞， 完成整个处理。 说明书 2。

18、/7 页 5 CN 111146693 A 5 0024 优选的， 所述改性平台还包括电气系统、 电机驱动系统、 处理系统、 气路系统和控 制系统， 所述处理系统包括等离子体射流反应器以及夹具固定模块， 所述电气系统包括给 反应器供电的脉冲电源， 以及给电机供电的直流电源， 所述电机驱动系统包括提供给处理 装置所需要的机械传动部分主要有支撑轴承， 滚珠丝杆， 载物平台， 所述气路系统包括防倒 吸模块， 流量控制模块， 气源连接模块， 电气系统提供给气路系统以及处理系统对应的电 源， 电机驱动系统为处理系统提供所需的火花塞运动。 0025 优选的， 所述搭建射流气路环节步骤为： 在Ar气瓶的出口。

19、端安装减压阀， 所述减压 阀经转接头连通直径为与的橡胶管， 连接橡胶管的一路通过主 气道依次与装有添加物的集气瓶和反应器连接， 连接橡胶管的一路通过辅气道连 接于反应器内， 主气道和辅气道的流速通过质量流量计进行控制， 质量流量计流量通过显 示器显示于控制盒上， 所述主气道和辅气道上安装有气阀旋钮。 0026 优选的， 所述装有添加物的集气瓶和反应器之间的主气道之间还放置有一空集气 瓶。 0027 优选的， 在所述步骤S3具体步骤为： 0028 S3.1： 打开Ar气瓶， 调节瓶压， 通入一段时间的Ar气： 排尽反应器内的空气， 然后调 节气阀旋钮调整主气道与辅气道的Ar气通入速度， 用于对火。

20、花塞作预处理； 0029 S3.2： 待调节好通入气体浓度后， 调整纳秒电源参数如下： 电源电压12kV， 频率 5kHz， 上升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns； 0030 S3.3： 处理120s后， 先切断射流部分电气回路， 再次切断工作台电机， 然后切断气 路， 最后切断载物台直流电机。 0031 优选的， 所述给反应器供电的脉冲电源的参数调节为电源电压12kV， 频率5kHz， 上 升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns， 通过控制系统控制载物台直流电机旋转速度5rad/ s和工作台电机直线运动速度1mm/s。 0032优选的， 所述等离子体射流反应器。

21、由以下步骤得到： 针电极为的空心铜棒 并缠绕一定圈数的生料带固定于内径为2mm外径为4mm的玻璃管内， 并且距离缠绕铜胶带的 环电极20mm处， 铜胶带缠绕的环状电极距离玻璃管口10mm处。 0033 优选的， 所述S5的具体步骤为： 0034 S5.1： 打开Ar气瓶， 调节瓶压， 通入一段时间的Ar气： 排尽反应器内的空气， 然后调 节气阀旋钮调整主气道与辅气道的Ar气通入速度， 在集气瓶内装憎水性添加物， 用于对火 花塞作二次处理； 0035 S5.2： 待调节好通入气体浓度后， 调整纳秒电源参数如下： 电源电压12kV， 频率 5kHz， 上升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间8。

22、00ns； 0036 S5.3： 处理120s后， 先切断射流部分电气回路， 其次按序切断工作台电机、 载物台 直流电机， 最后依次切断辅气道与主气道气源。 0037 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 0038 1.相比于传统的火花塞结构优化、 点火和喷油控制策略优化、 火花塞表面清洁， 本 发明通过改善绝缘陶瓷表面微观样貌和降低其表面能， 有效抑制了火花塞表面积碳； 0039 2.相比于传统的火花塞结构优化、 点火和喷油控制策略优化、 火花塞表面清洁， 本 说明书 3/7 页 6 CN 111146693 A 6 发明涉及的生产工艺仅在绝缘陶瓷表面镀一层纳米至微米级厚度抗积碳薄膜， 既。

23、不影响上 游火花塞的结构设计， 也不会增加下游组装、 点火和喷油控制的难度， 具有较强的兼容性； 0040 3.与真空离子镀膜技术相比， 本发明公开的表面改性处理工艺无需复杂昂贵的真 空设备， 可以在大气压环境中快速且连续化运行， 经济性较强。 附图说明 0041 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例描述所需要使用的 附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领 域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附 图。 0042 图1为本发明方法结构图； 0043 图2为本发明处理过程动作关系图； 0。

24、044 图3为本发明火花塞等离子体改性平台工作原理图； 0045 图4为本发明等离子体射流反应器结构图。 具体实施方式 0046 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0047 请参阅图1-2， 本发明提供一种技术方案： 一种增强火花塞抗积碳能力的等离子体 表面改性方法， 该方法包括以下步骤： 0048 S1： 启动改性平台， 连接主辅气道， 固定直流。

25、电机， 固定射流管， 搭建射流气路环 节， 连接相应电路； 0049 S2： 通气检查气路运行状况， 通电并检查电路状况是否正常， 检查电机运转是否正 常； 0050 S3： 启动电机使火花塞发生旋转， 利用射流对火花塞进行预处理； 0051 S4： 切断电源与气路， 在原有气路基础上， 加入憎水性添加物混合气路， 再次按照 上述操作对火花塞进行二次处理； 0052 S5： 再次切断电源与气路， 取下火花塞， 完成整个处理。 0053 参阅图3可知， 改性平台还包括电气系统、 电机驱动系统、 处理系统、 气路系统和控 制系统， 处理系统包括等离子体射流反应器以及夹具固定模块， 电气系统包括给反。

26、应器供 电的脉冲电源， 以及给电机供电的直流电源， 电机驱动系统包括提供给处理装置所需要的 机械传动部分主要有支撑轴承， 滚珠丝杆， 载物平台， 气路系统包括防倒吸模块， 流量控制 模块， 气源连接模块， 电气系统提供给气路系统以及处理系统对应的电源， 电机驱动系统为 处理系统提供所需的火花塞运动， 从而保证了火花塞处理过程的高效性以及处理效果的均 匀性。 0054 给反应器供电的脉冲电源的参数调节为电源电压12kV， 频率5kHz， 上升沿50ns， 下 降沿50ns， 脉宽时间800ns， 通过控制系统控制载物台直流电机旋转速度5rad/s和工作台电 说明书 4/7 页 7 CN 1111。

27、46693 A 7 机直线运动速度1mm/s。 0055 参阅图4可知， 为确保较好的改性效果， 确定脉冲电源的参数调节为电源电压 12kV， 频率5kHz， 上升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns。 为确保处理的均匀性， 通过控制 系统控制两电机在以适当的转速， 直线运动速度1mm/s， 旋转速度5rad/s。 考虑到火花塞的 结构尺寸以及反应器的成本， 在反应器方面设计了如下图2所示的针环射流装置， 针电极为 的空心铜棒并缠绕一定圈数的生料带固定于内径为2mm外径为4mm的玻璃管内， 并 且距离缠绕铜胶带的环电极20mm处， 铜胶带缠绕的环状电极距离玻璃管口10mm处， 经。

28、过相 关尝试性试验， 该反应器产生的等离子体羽长度及能量满足处理材料的要求。 0056 搭建射流气路环节步骤为： 在Ar气瓶的出口端安装减压阀， 减压阀经转接头连通 直径为与的橡胶管， 连接橡胶管的一路通过主气道依次与装有 添加物的集气瓶和反应器连接， 连接橡胶管的一路通过辅气道连接于反应器内， 主 气道和辅气道的流速通过质量流量计进行控制， 质量流量计流量通过显示器显示于控制盒 上， 主气道和辅气道上安装有气阀旋钮。 0057 其中， 装有添加物的集气瓶和反应器之间的主气道之间还放置有一空集气瓶， 作 为保护装置， 在处理中起到防倒吸的作用。 0058 在步骤S3具体步骤为： 0059 S3。

29、.1： 打开Ar气瓶， 调节瓶压， 通入一段时间的Ar气： 排尽反应器内的空气， 然后调 节气阀旋钮调整主气道与辅气道的Ar气通入速度， 用于对火花塞作预处理； 0060 S3.2： 待调节好通入气体浓度后， 调整纳秒电源参数如下： 电源电压12kV， 频率 5kHz， 上升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns； 0061 S3.3： 处理120s后， 先切断射流部分电气回路， 再次切断工作台电机， 然后切断气 路， 最后切断载物台直流电机。 0062 S5的具体步骤为： 0063 S5.1： 打开Ar气瓶， 调节瓶压， 通入一段时间的Ar气： 排尽反应器内的空气， 然后调 节气。

30、阀旋钮调整主气道与辅气道的Ar气通入速度， 在集气瓶内装憎水性添加物， 用于对火 花塞作二次处理； 0064 S5.2： 待调节好通入气体浓度后， 调整纳秒电源参数如下： 电源电压12kV， 频率 5kHz， 上升沿50ns， 下降沿50ns， 脉宽时间800ns； 0065 S5.3： 处理120s后， 先切断射流部分电气回路， 其次按序切断工作台电机、 载物台 直流电机， 最后依次切断辅气道与主气道气源。 0066 整个处理过程主要有两个电机分别为载物台电机驱动火花塞作旋转运动， 工作台 电机驱动丝杠使得火花塞作水平进给运动处理过程以及处理结束整个动作有一定的先后 关系， 首先在未处理时应。

31、保证火花塞作匀速的旋转运动确保处理均匀， 其次作水平缓慢运 动对火花塞进行横向处理， 由于整个过程存在两次处理因此在预处理结束后应先切断射流 部分电气回路再次切断工作台电机， 然后切断气路， 最后切段载物台电机以确保整个处理 过程完好并且安全。 0067 处理过程必须遵守以上的动作关系， 其原因包括： 对于两电机必须设有启动顺序， 如果工作台电机优先启动而后启动载物台电机， 就会出现在处理过程的初始阶段由于载物 说明书 5/7 页 8 CN 111146693 A 8 台电机启动瞬间有一加速度使得在火花塞处理过程中， 由于火花塞的不均匀转动导致火花 塞绝缘陶瓷表面改性不均匀， 从而影响火花塞处。

32、理效果。 0068 对于电路与气路环节也存在先后顺序， 应优先打开气路， 再通电实现射流， 优先打 开气路的目的在于排除管道中的空气并通入所需的气体， 否则先上电后通气容易出现前期 处理过程中混入空气较多， 影响最终的处理效果。 0069 对于预处理与二次处理之间的关系， 预处理是服务于二次处理的， 两者顺序不能 颠倒， 预处理仅仅为二次处理中膜与火花塞中心电极陶瓷表面的结合度的提高以及增加膜 的憎水性效果服务的， 如果二者顺序颠倒， 将会大大降低形成膜的品质， 最终导致处理效果 不佳。 0070 本发明提出的是一种火花塞中心电极陶瓷结构表面等离子体憎水性改性两步法 的处理方法， 其核心包括以。

33、下步骤： 0071 (1)火花塞表面等离子体清洁处理； 0072 (2)火花塞表面等离子体憎水性改性处理。 0073 对于两次处理的目的和所用的添加物是不同的， 第一次预处理的过程主要是对火 花塞作清洁处理， 同时改善表面形貌， 为后续在火花塞表面形成微纳米结构进而增强涂层 的憎水性做准备， 添加物选择能够增加等离子体活性的物质如蒸馏水。 0074 有了预处理准备， 火花塞表面的积碳油污等被清除， 同时预处理后的火花塞中心 电极绝缘陶瓷表面对膜的附着能力以及沉积薄膜后憎水性的增强有了巨大的改进。 二次处 理主要解决如何沉积薄膜的问题， 添加物选择具有非极性化学键的憎水性物质如聚二甲基 硅氧烷(。

34、PDMS)， 沉积薄膜的作用主要是在火花塞中心电极绝缘陶瓷表面形成憎水薄膜， 以 此来抑制火花塞积碳。 0075 在处理结束阶段， 应该优先切断射流管电路其次按序切断工作台以及载物台电 机， 最后依次切断辅气道与主气道气源以防止添加物倒吸至气瓶， 整个过程应有序， 连贯并 迅速。 本发明所提出的改性方法优点体现在： 0076 1)采用了高活性的低温等离子体进行预处理， 实现高效率地清除火花塞绝缘陶瓷 表面灰尘和油污， 改善表面形貌， 该过程有利于增强陶瓷表面与后续抗积碳薄膜的结合力， 为憎水薄膜的形成做准备， 保证高温高压环境中抗积碳能力的稳定和持久； 0077 2)采用了含憎水性活性成分的低。

35、温等离子体， 实现了对火花塞绝缘陶瓷表面的憎 水改性， 不仅能改变陶瓷表面疏松多孔的微观形貌， 还能在表面沉积憎水功能性薄膜， 有效 地降低陶瓷的表面能和对油污颗粒的吸附能力； 0078 3)提出了适用于火花塞绝缘陶瓷表面处理的等离子体改性平台， 实现了火花塞表 面清洁和憎水改性的一体化处理， 提高了火花塞表面等离子体改性工艺的连续性和稳定 性； 0079 4)提供了一种在能大气压环境下实现火花塞绝缘陶瓷表面改性的等离子体处理 工艺， 不需要复杂且昂贵的真空设备， 既保证了火花塞生产工艺的连续性， 又降低了提升火 花塞抗积碳性能的成本。 0080 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例”。

36、 、“示例” 、“具体示例” 等的描述意指 结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施 例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 说明书 6/7 页 9 CN 111146693 A 9 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合 适的方式结合。 0081 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。 优选实施例并没有详尽 叙述所有的细节， 也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。 显然， 根据本说明书的内容， 可作很多的修改和变化。 本说明书选取并具体描述这些实施例， 是为了更好地解释本发明 的原理和实际应用， 从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。 本发明仅 受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 说明书 7/7 页 10 CN 111146693 A 10 图1 说明书附图 1/2 页 11 CN 111146693 A 11 图2 图3 图4 说明书附图 2/2 页 12 CN 111146693 A 12 。