常壓介質(zhì)阻擋輝光放電及其對(duì)有機(jī)材料的表面改性作用機(jī)理.pdf

1、常壓低溫等離子體技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過近30年的發(fā)展，目前研究的重點(diǎn)集中在將等離子體技術(shù)應(yīng)用于各種工程應(yīng)用之中。在有機(jī)材料的表面改性中，常壓低溫等離子體技術(shù)可以在不影響材料本體性能的情況下改變其表面物理化學(xué)性能，整個(gè)過程高效且不會(huì)產(chǎn)生污染。低溫等離子技術(shù)正以其高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)受到各界廣泛關(guān)注。
　　 在本論文中，基于對(duì)常壓等離子體工程應(yīng)用的需要，實(shí)驗(yàn)室自行研發(fā)、設(shè)計(jì)了一套經(jīng)過改良的常壓介質(zhì)阻擋等離子體放電處理

2、設(shè)備，并對(duì)其運(yùn)行過程中的等離子體狀態(tài)進(jìn)行了診斷。該常壓介質(zhì)阻擋放電裝置放電面積大，且放電均勻，可以適用于各種需要連續(xù)化處理的材料表面改性工程中。經(jīng)過對(duì)放電器中等離子狀態(tài)的診斷，發(fā)現(xiàn)了常壓等離子體放電過程中的轉(zhuǎn)變特征和規(guī)律，并提出了造成這種轉(zhuǎn)變的機(jī)理分析。常壓下的均勻介質(zhì)阻擋放電過程主要受到放電功率和反應(yīng)氣體組成兩個(gè)參數(shù)的影響，隨著放電功率的增加等離子體中的電子能量也隨之提升，使得等離子體中的反應(yīng)體系會(huì)逐步出現(xiàn)兩次轉(zhuǎn)變。通過電學(xué)和光學(xué)診斷

3、發(fā)現(xiàn)，兩次轉(zhuǎn)變過程中的等離子體功率-電流關(guān)系、電子密度分布和激發(fā)微粒組成都有很大的改變。這種轉(zhuǎn)變過程主要受到氣體組分中氧／氮成份的激發(fā)作用影響，發(fā)現(xiàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)用等離子體反應(yīng)器來說，在氬氣環(huán)境下的800w放電功率和在氬／氧環(huán)境下的600w放電功率能夠獲得較好的放電形貌。
　　 隨后，使用常壓等離子體介質(zhì)阻擋放電器對(duì)PET簾子線纖維進(jìn)行表面改性，以期通過改良表面形貌和化學(xué)組成來提升其浸膠性能，減少直至替代傳統(tǒng)浸膠工藝中部分高能耗、高污

4、染的步驟。通過微觀與宏觀分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過等離子體處理的PET簾子線纖維表面粗糙度增加，化學(xué)成份與結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變；親水性及力學(xué)性能的測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)過等離子體處理的PET簾子線能夠與浸膠液結(jié)合更牢固。
　　 基于該工程應(yīng)用案例的結(jié)論，本論文進(jìn)一步分析了常壓介質(zhì)阻擋放電在材料表面發(fā)生的刻蝕與化學(xué)反應(yīng)過程。對(duì)比低壓放電和常壓輝光放電的處理過程可以發(fā)現(xiàn)，常壓等離子體表面改性的作用機(jī)理與發(fā)展過程都與低壓下的等離子反應(yīng)有很大的區(qū)別，是一種基