一、次大气压下辉光放电技术

次大气压辉光放电可处理的材料较为广泛,成本低、处理时间短、加入各种气体的气氛含量高、功率密度大、处理效率高。可应用于表面聚合、表面接枝、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成及各种粉、粒、片材料的表面改性和纺织品的表面处理。而在等离子清洗机的处理过程当中,便会产生辉光放电的现象。

在次大气压环境下进行的辉光放电的视觉特征是呈现均匀的雾状放电。在放电时电极两端的电压低而功率密度大,而在处理纺织品和碳纤维等材料时不会出现击穿和燃烧现象,并且处理温度接近室温。次大气压辉光放电技术目前可用于低温材料、生物材料、异型材料的表面亲水处理和表面接枝、表面聚合、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成等工艺。由于是在次大气压条件下的辉光放电,处理环境的气氛浓度高,电子和离子的能量可达10eV以上。材料批处理的效率要高于低气压辉光放电10倍以上。可处理金属、非金属、(碳)纤维、金属纤维、微粒、粉末等,使用等离子清洗机便能起到上述的作用。

等离子清洗机放电状况.png

、大气压环境下

大气压下的电晕放电和介质阻挡放电目前虽然被广泛地应用于各种无机材料、金属材料和高分子材料的表面处理中,但却不能对各种化纤纺织品、毛纺织品、纤维和无纺布等材料进行表面处理。所以长期以来人们一直在努力实现大气压下的辉光放电(APGD),而早在1933年德国的VonEngel等人就报道了他们的研究结果。

在他们的研究之中,即利用裸电极在一个大气压下氢气和空气中得到直流和交流辉光放电,但这个放电过程很不稳定,容易从辉光放电过渡到电弧放电。另外,它需要冷却电极且在低气压下点燃,因此仍需要真空系统,所以这并不能称之为是在大气压环境下进行的辉光放电。

而从这之后,人们又进行了许多不同的实验,包括细管放电、多针阴极放电、微空心阴极放电、电阻性电极放电、等离子体阴极放电等,希望找出一种能在大气压下得到较大体积的均匀放电的方法。在多年的研究当中,人们发现了也许需要满足以下条件(科罗纳实验室的讨论观点)才能够产生在大气压的环境下进行的辉光放电。

真空等离子清洗机放电状况.png

1、 大气压下辉光放电的视觉特征应呈现均匀的雾状放电,而看不到丝状放电;

2、 在放电电极结构和条件基本相同的放电装置中(如频率、功率、电极面积、介质材料和厚度、放电气隙、气氛),放电时电极两端的电压,大气压下产生辉光放电的电压要低于(1/2~1/5)丝状放电的电压;3、在结构和放电功率基本相同的放电装置中(如频率、功率、电极面积、介质材料和厚度、放电气隙、气分),用示波器观察放电的电流波形上叠加的脉冲中,大气压下辉光放电叠加的脉冲频率要高于(2倍)介质阻挡放电叠加的脉冲频率,大气压下辉光放电叠加的脉冲幅度要小于(1/2)介质阻挡放电叠加的脉冲幅度;

4、将无纺布或纺织布放置在大气压下辉光放电的等离子体中处理,不出现点状击穿。

、文末总结

大气压辉光放电技术在目前虽早已有了报道,但技术还不成熟,产业发展较为缓慢。但次大气压辉光放电技术却已经成熟并被应用于工业化的生产中了,等离子清洗机便是鲜明的例子,它已经应用广泛,已经具有了一定规模了,所以目前在工业生产当中,重心主要在次大气压下辉光放电技术上。

滚筒式等离子清洗机.png

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