紡織材料表面改性大氣壓輝光放電液相沉積關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著社會進步和科學技術(shù)的發(fā)展，氣體放電等離子體技術(shù)在材料、微電子、化工、機械及環(huán)境保護等眾多學科領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是，由于真空狀態(tài)下的氣體等離子體放電，存在著操作系統(tǒng)工藝復(fù)雜、難以連續(xù)化生產(chǎn)、設(shè)備造價高等問題。因此，大氣壓下的輝光放電等離子體技術(shù)已逐漸成為研究的熱點。雖然，大氣壓下的輝光放電具有較高的電子能量水平、且不需要真空系統(tǒng)，但是，實際應(yīng)用還有一些關(guān)鍵技術(shù)，如大氣壓輝光放電液相沉積工藝系統(tǒng)、微觀薄膜沉積過程作用機理、

2、等離子體放電電源參數(shù)等與改性材料關(guān)聯(lián)問題，有待于進一步研究探討。本文針對紡織材料表面改性問題，在調(diào)查國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了“紡織材料表面改性大氣壓輝光放電液相沉積關(guān)鍵技術(shù)的研究”課題。 本論文共分七章，具體研究內(nèi)容如下： 第一章，概論。本章先后論述了課題來源、研究目的和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，關(guān)鍵技術(shù)，提出了本學位論文的主要研究內(nèi)容。 第二章，大氣壓輝光放電液相沉積工藝過程研究。本章通過對等離子體液相沉積工

3、藝過程的研究，圍繞著怎樣提高液相沉積過程效率問題，設(shè)計大氣壓輝光放電液相沉積工藝實驗系統(tǒng)，通過對其作用機理的研究，構(gòu)建了紡織材料表面改性微觀薄膜沉積過程動力學模型。 第三章，等離子體液相沉積電壓型PWM整流器的研究。本章針對大氣壓輝光放電電源電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低、諧波污染嚴重、直流側(cè)電壓不穩(wěn)定及動態(tài)響應(yīng)能力差等問題，從系統(tǒng)功率給定和抑制電流波動目的出發(fā)，通過對三相VSR控制系統(tǒng)所涉及到的PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)及原理、PWM整流電路的控

4、制策略、三相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系模型轉(zhuǎn)換、三相VSR調(diào)制等問題的研究，設(shè)計了一種新型的三相電壓型PWM整流器，給出了一種新的網(wǎng)側(cè)電感設(shè)計方法。 第四章，等離子體液相沉積電壓型PWM逆變器的研究。本章從介質(zhì)阻擋大氣壓輝光放電等效電路出發(fā)，針對大氣壓輝光放電對高頻放電電源的要求，選擇了串聯(lián)諧振式電源拓撲結(jié)構(gòu)；通過對其工作模態(tài)的分析研究，設(shè)計了電壓型串聯(lián)諧振逆變器ZVS控制方式；采取一種動態(tài)軟開關(guān)死區(qū)時間控制方法，解決了功率管延

5、遲時間問題，降低了電源功率開關(guān)管損耗，及其浪涌電壓/浪涌電流；通過對PS-PWM電路的研究，采用對逆變橋橋臂中點直流電壓和變壓器的初級電流幅值檢測，將其轉(zhuǎn)換為單向電壓，并通過幅值疊加合成的方式，對PWM移相角進行微調(diào)的方法來達到抗偏磁的目的。 第五章，等離子體電源裝置的試驗研究。為了驗證對電源的理論研究，本課題研究設(shè)計制作一臺數(shù)字化控制等離子體電源樣機。通過實驗對相關(guān)參數(shù)進行了優(yōu)化，優(yōu)化后的等離子體電源裝置在ZVS控制下，控制脈

6、沖的觸發(fā)時刻隨著負載電流、直流電壓和諧振頻率的變化而自動動態(tài)變化，使開關(guān)器件的換流一直能夠保持在零電壓換流，證明了控制方法的可行性和高效性。 第六章，紡織材料APGDLD表面改性實驗研究。為了驗證模擬研究，通過實驗裝置對紡織材料表面改性大氣壓輝光放電液相沉積工藝系統(tǒng)參數(shù)進行實驗研究，探討放電功率、頻率、處理時間、單體流速、He氣流速等對薄膜沉積速率、接觸角的影響等。采用本方法，分別在PE纖維、絲織物、棉織物等多種基材上成功地涂覆