基于輝光放電二維模型數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)的玻璃清洗研究.pdf

1、真空玻璃的優(yōu)點(diǎn)很多，但至今仍未實(shí)現(xiàn)普及，這與玻璃表面的氣體吸附與放氣密不可分。傳統(tǒng)的加熱方法不能滿足對(duì)大面積玻璃清洗的要求，采用在真空環(huán)境中用等離子體對(duì)玻璃表面進(jìn)行轟擊清洗的方法，可以得到干凈、含氣量少的玻璃表面，提高了真空玻璃的質(zhì)量和壽命，因此該方法具有很好的研究和應(yīng)用前景。
　　現(xiàn)階段關(guān)于等離子體清洗的研究局限于微電子、平板電腦顯示器等行業(yè)，對(duì)大面積的建材玻璃清洗的研究幾乎空白。本文從玻璃清洗設(shè)備放電結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)出發(fā)，利用COM

2、SOL Multiphysics軟件，建立數(shù)學(xué)模型和幾何模型，以相對(duì)簡(jiǎn)單的放電清洗結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，用一種經(jīng)過(guò)修正的流體模型，針對(duì)放電電極帶電的正負(fù)、工作電壓、工作氣壓等工藝參數(shù)進(jìn)行了模擬，分析了等離子體的特性對(duì)玻璃清洗的影響。通過(guò)模擬得到等離子體密度分布云圖、電子溫度云圖、離子流密度曲線等結(jié)果。比較模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):放電電極帶負(fù)電清洗效果要好于電極帶正電，其原因是電極帶負(fù)電時(shí)可以充分利用玻璃的懸浮電位，電子和正離子同時(shí)完成清洗且清洗過(guò)程可連續(xù);

3、隨著放電電壓的增加，荷電粒子的能量增加，但是由于電場(chǎng)變強(qiáng)，電極對(duì)正離子的吸引力增大，導(dǎo)致離子流密度不均勻，綜合考慮后選出最優(yōu)工作電壓為-1000V;隨著工作氣壓的增加等離子體離化率增加，但由于碰撞增多導(dǎo)致荷電粒子能量降低，綜合比較后選擇最優(yōu)工作氣壓為8Pa。
　　本文中，還對(duì)玻璃清洗的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了模擬分析，包括電極的截面形狀，電極與玻璃之間的距離h、工作室寬度H、電極之間的距離L、電極的排列形式等。其中對(duì)清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)的

4、優(yōu)化設(shè)計(jì)基于正交試驗(yàn)，通過(guò)按照正交表進(jìn)行的模擬得到一組最優(yōu)的參數(shù)組合，即:h=12.5mm，H=35mm、L=25mm，理論分析其原因?yàn)檫@組參數(shù)工作室寬度比其余組小，在四個(gè)角落被電離的氬離子距最外側(cè)的電極較近，受外側(cè)電極的引力距離短，氬離子依靠初速度會(huì)沖過(guò)外側(cè)電極吸引到達(dá)玻璃中間區(qū)域，因此玻璃的清洗效果會(huì)更好。這組參數(shù)對(duì)玻璃清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)與真空玻璃生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)的意義。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)電極截面形狀為圓形的清洗效果要好于電極截面形

5、狀為方形時(shí);電極雙排排列清洗效果要好于電極單排排列。這些結(jié)果都將對(duì)清洗設(shè)備的改進(jìn)起到促進(jìn)作用。
　　本文在優(yōu)化得到的結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了相似設(shè)備的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明清洗工作電壓為-1000V時(shí)，清洗過(guò)的玻璃表面十分干凈平整;工作電壓為-1500V時(shí)，清洗過(guò)的表面也很干凈，但會(huì)導(dǎo)致玻璃表面產(chǎn)生濺射凹坑使得玻璃表面不平整，不利于下道工序鍍膜的進(jìn)行。后又在計(jì)算機(jī)中針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模模擬，模擬結(jié)果為電壓為-1500V時(shí)電子能量