線性寬幅等離子清洗機(jī)工作原理及其優(yōu)勢

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-02-07

雖然常壓大氣等離子清洗機(jī)己經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在各大領(lǐng)域，但是由于其截面積較小，一次能處理的樣品數(shù)量少且效率較低，因此大面積線性寬幅等離子清洗機(jī)的出現(xiàn)對提高材料處理的效率有著重要的實際意義。

線性寬幅等離子清洗機(jī)工作原理

要在大氣環(huán)境下實現(xiàn)大面積輝光放電，必須通過介質(zhì)阻擋的方式實現(xiàn)，即電極必須被絕緣介質(zhì)緊密包裹。因此寬幅等離子清洗機(jī)采用DBD介質(zhì)阻擋放電的形式，此裝置放電時的照片圖如下圖1所示，從照片中可以看出放電區(qū)域?qū)挘?b>等離子體均勻性好，沒有形成明顯電絲，能夠?qū)崿F(xiàn)大面積輝光放電。

圖1 線性寬幅等離子清洗機(jī)放電照片

介質(zhì)阻擋放電（DielectricBarrierDischarge,DBD）又稱無聲放電（SilentDischarge），是氣體放電的一種形式，同時是制備低溫等離子體最常用的方式。圖2給出了四種典型的介質(zhì)阻擋放電裝置，其特點(diǎn)是在放電電極之間插入絕緣阻擋介質(zhì)，工業(yè)上常用的介質(zhì)材料有橡膠、陶瓷、石英玻璃、纖維素絕緣板、聚四氟乙烯等，介質(zhì)擺放的位置可以是在高壓和接地電極的中間，也可以是任一或全部電極的表面。圖2(a)所示的平行板電極結(jié)構(gòu)，為線性寬幅等離子清洗機(jī)所采用的放電結(jié)構(gòu)。

圖2 典型的介質(zhì)阻擋放電裝置截面示意圖

電極表面或放電區(qū)間內(nèi)絕緣介質(zhì)的存在是介質(zhì)阻擋放電有別于其他放電形式（如電暈放電、弧光放電等）的關(guān)鍵。以常規(guī)的兩電極負(fù)載結(jié)構(gòu)為例，外部電壓施加于電極上，在放電區(qū)間內(nèi)形成高強(qiáng)電場誘發(fā)氣體電離，帶電粒子在電場力的作用下向兩電極移動，之后絕緣介質(zhì)表面聚集大量電荷，形成與外加電場方向相反的內(nèi)電場，致使氣隙電場減弱，抑制了放電的不斷加劇直至放電熄滅，從而防止了放電向弧光放電或者火花放電轉(zhuǎn)化，保證了低溫等離子體的穩(wěn)定產(chǎn)生。若要持續(xù)放電，則需施加反向電壓，或者靜待介質(zhì)表面累積電荷消散后再次施加同向電壓。因此，介質(zhì)阻擋放電的驅(qū)動電源多為交流型高壓電源和脈沖型高壓電源。尤其，對于雙極性脈沖電源或交流高壓電源激勵，當(dāng)外加電壓反向后，上半周期介質(zhì)表面累積電荷形成的內(nèi)電場與外加電場同向，電場疊加使得放電更容易發(fā)生。

線性寬幅等離子清洗機(jī)在材料表面改性中的應(yīng)用

根據(jù)特定的應(yīng)用場合，材料需要被賦予相應(yīng)的功能，例如親水、可印染、涂層粘合、耐磨、耐腐蝕、防氧化等等，基于低溫等離子體的表面改性技術(shù)就是實現(xiàn)這一目標(biāo)的主要手段。介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體具備很高的化學(xué)活性，內(nèi)部的活性粒子與材料表面接觸后發(fā)生相互作用，其中物理作用過程包括：刻蝕、解吸、復(fù)合、激發(fā)、濺射、注入等；化學(xué)反應(yīng)過程包括：氧化、還原、觸媒、分解、裂解和聚合等。一系列的物理、化學(xué)作用會改變材料表面的物理形貌與化學(xué)成分，賦予或者增強(qiáng)材料特定的功能活性，例如：表面粗糙度、附著、潤濕及親疏水性等。

線性寬幅等離子清洗機(jī)和傳統(tǒng)的大氣等離子清洗機(jī)相比有哪些優(yōu)勢：

線性寬幅等離子清洗機(jī)對比傳統(tǒng)大氣等離子清洗機(jī)有著如下優(yōu)勢：放電區(qū)域與材料處理區(qū)域分離的優(yōu)勢，由于等離子體被隔離，所以不會出現(xiàn)靜電損傷的問題，放電模式穩(wěn)定，能產(chǎn)生長度為400-800mm的連續(xù)均勻等離子體，意味著能夠在處理大尺寸產(chǎn)品時能夠有更高的清洗效率，例如一些大尺寸的玻璃就非常適合用線性寬幅等離子清洗機(jī)進(jìn)行清洗。