基于低溫等離子體的材料表面處理及顆粒沉積圖案的研究.pdf

1、液滴顆粒沉積圖案的研究，是電力電子技術(shù)、材料和化學三個學科的交叉融合。影響圖案形成的因素有很多，但很少有人利用等離子體技術(shù)處理材料表面從而調(diào)控顆粒沉積圖案。因為低溫等離子體的放電形式比較復(fù)雜，且難以觀察。因此，本文從理論和實驗兩方面入手，探究了一種調(diào)控多種材料表面同心環(huán)沉積圖案的低溫等離子體處理系統(tǒng)。
　　論文中敘述了低溫等離子體對顆粒沉積圖案的影響主要由材料表面的特性決定。為了探究改變材料特性因素，設(shè)計了交流可變等離子體實驗電源

2、，具體分析了三相整流電路、逆變電路的參數(shù)設(shè)定和IGBT驅(qū)動電路的工作原理，以及高頻變壓器鐵芯和繞組的選擇。利用示波器觀察李薩如動態(tài)放電圖形，以此實時反應(yīng)放電強度，再根據(jù)等效電容分析得出，板-板電極間插入的阻擋介質(zhì)種類、電源施加的電壓大小以及放電氣隙都可以影響放電強弱。實驗選擇了三種阻擋介質(zhì)，分別是石英、聚四氟乙烯和氧化鋁陶瓷，根據(jù)三者的放電電流對比實驗得出，阻擋介質(zhì)是聚四氟乙烯時，氣隙放電最均勻穩(wěn)定。然后，討論了電源參數(shù)變化時，板-板電

3、極的放電電流和功率的變化情況。由實驗發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯為阻擋介質(zhì)時，易形成穩(wěn)定的絲狀放電，更適用于對顆粒沉積圖案的調(diào)控。
　　利用上述低溫等離子體處理系統(tǒng)分別處理聚二甲基硅氧烷(PDMS)和載玻片表面，通過簡易接觸角測量裝置，捕獲接觸角圖片，使用Image J軟件分析圖片，進而在處理前后的材料表面，進行顆粒沉積圖案實驗，借助偏光顯微鏡采集顆粒沉積圖案，用Image-Pro Plus軟件對圖片進行分析處理，分析出隨著等離子體輸入電壓的增