線性寬幅等離子清洗機工作原理及其優(yōu)勢

文章出處：等離子清洗機廠家 | 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己經(jīng)被廣泛的應用在各大領域，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構，為線性寬幅等離子清洗機所采用的放電結構。

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）的關鍵。以常規(guī)的兩電極負載結構為例，外部電壓施加于電極上，在放電區(qū)間內(nèi)形成高強電場誘發(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在材料表面改性中的應用

根據(jù)特定的應用場合，材料需要被賦予相應的功能，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就是實現(xiàn)這一目標的主要手段。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、復合、激發(fā)、濺射、注入等；化學反應過程包括：氧化、還原、觸媒、分解、裂解和聚合等。一系列的物理、化學作用會改變材料表面的物理形貌與化學成分，賦予或者增強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和傳統(tǒng)的大氣等離子清洗機相比有哪些優(yōu)勢：

線性寬幅等離子清洗機對比傳統(tǒng)大氣等離子清洗機有著如下優(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進行清洗。