工業(yè)用常壓低溫等離子體設(shè)備及技術(shù)研究.pdf

1、本論文根據(jù)上海市教育委員會曙光計劃資助項目“合成纖維織物介質(zhì)阻擋放電連續(xù)處理改性”(項目編號：02SG28)，在課題組已有研究成果的基礎(chǔ)上，對常壓介質(zhì)阻擋放電材料表面處理裝置進行改進，設(shè)計能夠工業(yè)應(yīng)用的常壓介質(zhì)阻擋放電裝置，對材料表面進行處理并取得了預(yù)期效果。 本論文對原有平板介質(zhì)阻擋放電裝置進行改進，使其成半封閉式的常壓連續(xù)處理裝置，在羊毛織物在處理時不會出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。對本裝置產(chǎn)生的等離子體進行電學參量和光譜診斷結(jié)果表明，改進

2、后裝置空氣放電成分減少，氬氣放電增強，并相應(yīng)提高了放電功率。利用本裝置對羊毛織物進行表面改性，其潤濕性有較大提高，其K/S值明顯提高也表明染色性改善。對改性后羊毛織物的XPS分析顯示，織物表面的化學鍵成份有較大改變，其所含親水性基團的增加正是潤濕性能改善的主要原因。 本論文設(shè)計出能對材料進行連續(xù)化表面改性的米級、常壓等離子體介質(zhì)阻擋放電裝置。利用李薩如圖形對常壓等離子體進行電學參數(shù)測量以測量裝置的放電參數(shù)，結(jié)果表明提高放電電壓能

3、獲得更高的放電功率，并且裝置放電有個臨界間隙，可產(chǎn)生最佳輝光放電以利于材料表面改性處理。對裝置產(chǎn)生的等離子體進行光譜診斷，發(fā)現(xiàn)氬氣的特征譜線，并診斷等離子體電子激發(fā)溫度。本論文還利用該裝置分別處理了羊毛織物和熔噴非織造布(PBT)。結(jié)果顯示處理后材料的潤濕性都有所提高，并且對水接觸角隨處理時間增加而減小。改性羊毛織物電鏡顯示，羊毛表面鱗片結(jié)構(gòu)明顯有被打碎的痕跡，印證了織物防氈縮性能提高的結(jié)構(gòu)改變原因；對改性PBT熔噴非織造布電鏡觀察表明

4、，其表面微結(jié)構(gòu)有一定程度的變化。 本論文設(shè)計出常壓射流等離子體介質(zhì)阻擋放電裝置，通過等離子體發(fā)射光譜診斷分析其電子激發(fā)溫度，并利用液體溫度計測量射流等離子體的宏觀溫度，結(jié)果表明其電子激發(fā)溫度和等離子體宏觀溫度都隨著放電電壓的增大而升高，并且都隨著放電氣體氬氣流速增大而降低，在不同位置等離子體宏觀溫度也有所差異。等離子體的宏觀溫度對材料改性過程監(jiān)控有著重要的應(yīng)用價值。利用本裝置對羊毛條進行表面處理，結(jié)果表明其防氈縮性能有明顯提高。