常壓介質(zhì)阻擋輝光放電及其對有機材料的表面改性作用機理.pdf

1、常壓低溫等離子體技術的研究始于20世紀80年代，經(jīng)過近30年的發(fā)展，目前研究的重點集中在將等離子體技術應用于各種工程應用之中。在有機材料的表面改性中，常壓低溫等離子體技術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性能，整個過程高效且不會產(chǎn)生污染。低溫等離子技術正以其高效、節(jié)能、環(huán)保等特點受到各界廣泛關注。
　　 在本論文中，基于對常壓等離子體工程應用的需要，實驗室自行研發(fā)、設計了一套經(jīng)過改良的常壓介質(zhì)阻擋等離子體放電處理

2、設備，并對其運行過程中的等離子體狀態(tài)進行了診斷。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氣體組成兩個參數(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體系會逐步出現(xiàn)兩次轉(zhuǎn)變。通過電學和光學診斷

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)對于實驗用等離子體反應器來說，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PET簾子線纖維進行表面改性，以期通過改良表面形貌和化學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，化學成份與結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變；親水性及力學性能的測試結(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。
　　 基于該工程應用案例的結(jié)論，本論文進一步分析了常壓介質(zhì)阻擋放電在材料表面發(fā)生的刻蝕與化學反應過程。對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理與發(fā)展過程都與低壓下的等離子反應有很大的區(qū)別，是一種基