常压共面介质阻挡放电对聚乙烯隔膜表面改性研究

共面介质阻挡放电是工业上非常有发展前景的材料表面处理技术,采用常压CDBD在六甲基二硅氧烷(HMDSO)/O₂/Ar混合气氛中产生低温等离子体,动态连续对聚乙烯(PE)隔膜进行表面改性,通过扫描电镜、衰减全反射傅里叶红外变换光谱、X射线光电子能谱、水接触角和热收缩率测量分析,研究了常压等离子体处理前后PE隔膜的表面结构和性能的变化。结果表明,在较低的放电功率和短时间的等离子体处理下,PE隔膜表面沉积了SiO_xC_yH_z纳米颗粒薄膜,纳米颗粒沿着纤维呈絮状沉积,并不堵塞隔膜孔隙,同时引入Si(CH₃)_x、Si-OH、COOH和C-OH等基团,极大地提升了PE隔膜表面润湿性和耐热性能,隔膜的热收缩率最低为0.5%,水接触角为24.4°。     

介质阻挡放电材料表面改性研究进展

介质阻挡放电(DBD)是大气压下产生低温等离子体的主要手段之一,以其方便、有效和低运行造价在材料表面改性方面显示出广阔的应用前景.在介绍DBD材料表面改性的机理、方法及影响因素的基础上,综述了DBD等离子体用于聚合物材料、纤维材料以及木材、玻璃等其他类型材料表面改性的国内外研究进展;分析了研究中存在的主要问题及相应的解决方法,以期为相关领域的研究提供参考.     

空气介质阻挡放电对聚乙烯表面吸湿性的改性研究

为了研究空气介质阻挡放电(DBD)对聚乙烯表面吸湿性的影响及其机理,在本文中利用空气DBD对PE表面进行改性研究.利用测量水接触角测试仪测量样品的水接触角,应用红外光谱(FTIR-ATR)、X射线光电子谱(XPS)对样品进行表面表征,应用扫描电镜(SEM)观测在处理前、处理后及处理中加吹风系统的聚乙烯样品表面上利用磁控溅射方法制备的铜膜.实验结果表明:水接触角随处理时间的增加而减小;FTIR-ATR,XPS结果表明处理过样品表面上引进了醛基、羧基等含氧基团亲水基团.SEM结果表明:经过处理的样品表面粗糙度增加,表面吸湿性改善;处理过程中加入吹风系统对聚乙烯表面粗糙度影响较大,对改善表面吸湿性有较大作用.     

大气压氮气介质阻挡放电等离子体对丙纶熔喷无纺布的表面改性

使用大气压氮气介质阻挡放电(DBD)等离子体对丙纶熔喷无纺布进行表面处理,通过水接触角测量、傅里叶变换红外反射光谱、扫描电镜和X射线光电子能谱等测试方法研究了等离子体处理前后丙纶熔喷无纺布表面物理和化学特性的变化。研究结果表明,丙纶熔喷无纺布经大气压氮气DBD等离子体处理很短的时间(几秒)后,表面亲水性就可以大大改善;表面出现脱氢现象,同时引入大量的含氧、含氮官能团。此外,还考察了不同外加电压对丙纶无纺布表面改性的影响。     

利用大气压气液介质阻挡放电等离子体对PTEF进行表面改性

本文对大气压单一空气介质阻挡放电和加去离子水的气液两相介质阻挡放电进行实验研究,对比分析了两种放电模式的开始放电和刚铺满整个电极时的稳定电压电流波形和放电照片,并用两种放电等离子体对聚四氟乙烯薄膜(PT FE)进行表面处理,对处理后薄膜表面的水接触角进行对比.结果表明,放电间隙和放电频率均相同时,大气压单一空气放电的开始放电电压峰峰值和稳定放电电压峰峰值均比气液两相放电时的高,且气液两相放电更加均匀.在相同条件下,经大气压气液两相等离子体处理后的PT FE薄膜表面水接触角比大气压单一空气等离子体处理后的低,说明大气压气液两相等离子体对PT FE薄膜的处理效果更好.     

空气中介质阻挡放电对聚丙烯进行表面改性的研究

用大气压空气中介质阻挡放电(DBD)对聚丙烯(PP)薄膜进行表面改性.通过扫描电子显微镜(SEN)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段,研究了DBD等离子体处理前后PP膜的表面特性.实验结果表明,PP薄膜经DBD等离子体处理后,其表面结构变粗糙,且引入了极性基团,表面微观样貌和表面化学成分均发生变化.PP膜表面水接触角随着处理时间的增加而降低,且在处理8s时达到饱和值53°.对改性后的PP薄膜在空气中放置时的老化效应进行研究后发现,即使放置12天后其表面水接触角仍远低于改性前的值.     

介质阻挡放电等离子体及其在材料制备中的应用

介质阻挡放电等离子体(Dielectric barrier discharge plasma,DBDP)是一种在大气压下即可发生的低温等离子体,具有电子浓度大、电子平均能量高的特点,因此,DBDP应用在材料制备中具有独特的优势.综述了DBDP的发展历史、产生机理和基本特征、放电参数及其影响等,重点介绍了DBDP在臭氧发生、有机物合成、薄膜制备、材料表面改性、高能球磨等领域的应用,分析了研究中存在的主要问题及相应的解决方法,以期为相关领域的研究提供参考.     

介质阻挡放电常压氮气渗氮研究

利用介质阻挡放电进行常压氮气渗氮研究取得突破性进展，研究结果表明，介质阻挡放电常压氮气渗氮有可能成为一种有前途的环保型金属表面强化技术。     

介质阻挡放电照相机理的研究

讨论了介质阻挡放电照相的物理过程,并建立了相应数学模型。在此基础上得出了介质阻挡放电照相的衬度曲线,以此探讨了介质阻挡放电照相的机理,并用实验对此进行了验证。论文工作是对Kirlianphotography和coronadischargephotography的完善和发展。     

介质阻挡放电照相机理的研究

讨论了介质阻挡放电照相的物理过程，并建立了相应数学模型，在此基础上和出了介质阻挡放电照相的衬度曲线，以此探讨了介质阻挡放电照相的机理，并用实验对此进行了验证，论工作是对Kirlian photography和Corona discharge photography的完善和发展。     

均匀介质阻挡放电处理提高聚合物薄膜表面亲水性的研究

用中等气压空气中均匀介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)两种聚合物薄膜进行表面改性,研究了DBD等离子体处理对两种材料表面亲水性的影响。通过接触角测量和表面能测量以及全反射傅里叶变换红外光谱等手段研究了等离子体处理前后PMMA和PC的表面特性。测量了不同功率密度下材料表面水接触角和表面能随处理时间的变化规律以及处理后的材料在空气中放置时的退化效应,并对改性的机理进行分析。结果表明,两种聚合物薄膜经DBD等离子体处理后,接触角随处理时间的增加而降低,表面能随处理时间的增加而增加,两者均在一定处理时间达到饱和值;增大均匀DBD处理的功率密度,利用更少的处理时间就能得到同样的处理效果。处理后的材料在空气中放置时会出现退化效应,但即使放置14d后材料表面水接触角仍远低于处理前的值。     

He和Ne均匀DBD聚对苯二甲酸乙二酯薄膜改性效果比较

相对于丝状放电模式,均匀介质阻挡放电(DBD)产生的等离子体功率密度适中,可以对材料表面进行更均匀的处理,在大规模工业应用上具有更为广阔的前景。本文用He和Ne均匀DBD产生的低温等离子体对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜进行表面改性,通过接触角、表面能测量以及ATR-FTIR等手段研究了等离子体处理前后PET的表面特性,从能量密度角度比较了两种气体中均匀DBD处理后PET表面特性的变化规律,并对所得到结果进行分析。结果表明,两种气体均匀DBD改性后,PET薄膜表面水接触角随能量密度的增加而减小,表面能随能量密度的增加而增加,两者均在一定能量密度时达到饱和值;未达到饱和前,在相同能量密度下,Ne均匀DBD改性更迅速,但处理饱和后,两种均匀DBD的改性效果相差不大。因此,选择Ne作为工作气体可以提高生产效率,而选择He作为工作气体可以节约生产成本,两者均能得到良好的改性效果。     

电源对介质阻挡放电(DBD)激发准分子(XeCl*)辐射的影响

本文对电源参数如电压幅值、频率及正负电压对介质阻挡放电激发准分子XeCl 紫外 (30 8nm)辐射的影响进行了实验研究。结果表明 ,UV辐射随电压幅度的增加而增强 ,但效率下降 ;提高频率 ,增加了放电次数 ,导致UV辐射的增强 ;此外 ,在较高的频率下 ,电压上升沿变陡 ,使得电子获得的能量主要用于原子的激发和电离。正、负电压放电的不对称源于电极结构的不对称而引起的放电过程的差异 ,负电压内电极可向放电管中馈入更多的能量 ;比较发光光谱可判断生成准分子的等离子体化学过程没有明显的差别     

大气压不同脉冲上升时间的介质阻挡放电仿真研究

脉冲介质阻挡放电在等离子体领域具有良好的应用前景,研究脉冲激励参数对等离子的获取具有重要意义。对此,本文建立了二维的板-板介质阻挡放电简化模型,外施脉冲激励,仿真模拟了单个脉冲周期内,脉宽恒定为600 ns,四种不同脉冲上升时间T=25、50、75、100 ns下的气体间隙内电子密度、电子温度及电势分布情况。仿真数据显示:随着上升时间延长,最大电子密度、平均电子密度以及最大电子温度三者的峰值点对应时刻较上升沿末端均近似一致,且三者峰值都与上升时间呈反比;放电进入下降沿尾端后,空间电势发生反转现象,电势在近阳极减小、近阴极增大,自阴极向阳极递减,不同上升时间下,电势反转初始时刻对应的脉冲电压值和阴极附近最大电势值都接近。     

共面介质阻挡放电等离子体平板光源设计与研究

采用阳极氧化铝作为介质层,设计制作了共面介质阻挡放电等离子体平板光源,研究了高温烘焙、电源频率和气体压强等对光源着火电压和发光效率的影响。结果表明,高温烘焙电极装置和高脉冲电源频率可以使共面介质阻挡放电光源放电更稳定,放电着火电压更低;当电极宽度为0.5 mm、间距为4.5 mm、介质层厚度约为20μm、气体压强为20 Torr时,共面介质阻挡放电等离子体光源的放电稳定,亮度为7200 cd/m²,白光发光效率为4.92 lm/W。     

空气中大气压下低温等离子体对聚四氟乙烯进行表面改性的研究

建立了空气中产生大气压下辉光放电 (APGD)和介质阻挡放电 (DBD)的装置 ,通过放电的电气特性和发光特性测量 ,界定了APGD和DBD的放电特点。研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯 (PTFE)表面进行改性的效果 ,用扫描电子显微镜 (SEM)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析 (XPS)等手段 ,研究APGD和DBD处理后PTFE的表面特性 ,并解释了两种放电形式处理效果不同的原因。结果表明 :APGD的处理效果要优于DBD ,即APGD可以对PTFE表面进行均匀处理 ,在其表面引入更多的O元素 ,使其接触角下降到更低值。     

从Ⅰ-Ⅴ曲线判断大气压射频介质阻挡放电模式

实验以氩气和氩气掺杂氮气作为放电气体, 在大气压条件下使用13.56 MHz射频电源进行双介质以及单介质阻挡放电。实验记录了气体击穿后随电源功率增大的Ⅰ-Ⅴ曲线, 同时使用ICCD照相机以及单反相机给出了相应的放电照片。研究发现氩气双介质放电在电源最大功率内均为均匀辉光放电, 并且可以从Ⅰ-Ⅴ曲线明显判断出放电从α模式到γ模式的转变。在氩气单介质放电以及氩气掺杂氮气的双介质和单介质放电中, 均出现了丝状放电, 在放电模式的转变过程中Ⅰ-Ⅴ曲线均呈现出明显的不同特点。本文分析认为, 从Ⅰ-Ⅴ曲线基本可以判断出大气压介质阻挡放电从α模式到γ模式的转变以及是否存在丝状放电。