常压介质阻挡放电等离子体表面处理的影响因素

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-09-13

介质阻挡放电是在有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电。介质可以覆盖在电极上或者悬挂在放电空间里,这样,当在放电电极上施加足够高的交流电压时,电极间的气体,即使在很高气压下也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。介质的插入可以防止放电空间形成局部火花或弧光放电,当电极上的交流电压足够高时,电极间的气体在标准大气压下也会击穿,形成放电,故其是一种兼有辉光放电和电晕放电优点的放电形式,又由于其电极不直接与放电气体发生接触,从而避免了电极因参与反应而发生的腐蚀问题,介质阻挡放电仍属于非平衡等离子体,电子密度高,电子温度为1-10ev,它比传统的电晕放电更易控制,均匀性更好,效率更高。

其最主要的优点在于可在大气压气体中产生接近室温的非平衡态等离子,与真空条件下的方法相比,这是一种经济可行的好方法,适合于大规模的工业化生产,因此它已经在许多方面有着广泛的应用。

特别是等离子体介质阻挡放电技术在高分子材料处理上的应用具有很大的优势,它的优点如下：（1）属于干式工艺,省能源,无公害,满足节能和环保的需要；（2）时间短,效率高；（3）对所处理的材料无严格要求,可处理形状复杂的材料,具有普遍适应性,材料表面处理的均匀性好；（4）反应环境温度低,无需真空条件可在常压室温条件下进行；（5）对材料的作用仅涉及表面的几到几百纳米，材料表面性能改善的同时,基体性能不受影响；（6）工艺简单,操作方便。

常压介质阻挡放电等离子体表面处理的影响因素

1、反应性气体的流量
反应性气体的作用主要是参与反应,产生等离子体活性基团,但并不是反应性气体流量越大越好,因为反应性气体如氧气,它是阻碍放电发生的气体,当加大流量时将导致放电不均匀,容易局部击穿。

2、载气
以惰性气体或其他气态物质作为稀释气体与单体混合来进行聚合的方法是经常使用的。这种方法具有放电稳定的效果。如果用稀有气体作载气的话,由于其亚稳态能级比单体电离能高,可以使单体产生潘宁电离。

3、电极和电介质形式
电介质的分布对于微放电的形成起着十分重要的镇流作用。一方面,由于电介质的存在,有效地限制了带电粒子的运动,防止放电电流的无限制增长,从而避免了在放电间隙内形成火花放电或弧光放电另一方面,电介质的存在可以使微放电均匀稳定地分布在整个放电空间内,便于在高气压条件下获得大体积的低温非平衡等离子,这是其能在工业上获得广泛应用的前提。

4、放电条件
这些放电条件包括频率、功率、是否加偏压。对于特定的放电形式,需要特定的放电频率与之匹配。当放电功率增加时,等离子体浓度增加,正负粒子数目增多,活性粒子增多,刻蚀效果明显。在放电区域间加上脉冲等离子体偏压源,可以在一定程度上增强等离子体中带电粒子的能量,增大处理效果。

5、处理时间
对于不同的材料有不同的最适合处理时间。