大气压下He和N2辉光放电等离子体对生物用薄膜表面改性的研究

生物用薄膜双向拉伸聚丙烯(BOPP)表面的惰性特性影响了其更为广泛的应用,为解决这一问题,需要在不改变薄膜主体特性的情况下对其表面特性进行改性。采用大气压下He和N2辉光放电等离子体对该薄膜进行了表面改性,并研究了等离子体各种参数对表面改性的影响。通过对该等离子体放电特性和光谱特性的研究,验证了其低温和均匀特性。大肠杆菌E.coli K12在等离子体处理后的BOPP表面的粘附性实验表明,N2体积流量和处理时间对BOPP表面改性有重要影响,加入N2的等离子体能提升BOPP膜表面的细菌粘附性。为进一步研究等离子体BOPP表面改性的机理,对等离子体处理后的BOPP进行了接触角测量、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)分析。分析表明,等离子体改性后薄膜的亲水性、活性化学功能团、表面结构发生了显著变化。     

增强聚丙烯薄膜表面经大气压氩等离子体射流改性后的亲水性

为了研究等离子体射流在薄膜表面改性方面的应用,利用大气压氩等离子体射流对聚丙烯(polypropylene,简称PP)薄膜进行表面改性来增强其表面亲水性,通过测量电压电流波形、Lissajous图形和发射光谱等来诊断其放电特性,通过水接触角和表面能测量等手段来研究等离子体射流处理对PP薄膜表面特性的影响,为实际应用选择最优的处理条件提供参考。研究了改性距离、处理时间和功率密度等参数对改性效果的影响,考察了处理后的PP薄膜放置在空气中的老化效应,并对所得到的结果进行了分析。结果表明,氩等离子体射流产生的粒子主要有OH、N2、Ar和少量的O,其气体温度在317～362K范围内变化,是典型的低温等离子体。PP薄膜经大气压氩等离子体射流处理后,其表面水接触角下降,表面能上升,两者均在一定处理时间内达到饱和状态。处理后表面水接触角可下降到最小值55°,表面能可增加到最大值45.313mJ/m2。通过减小改性距离、增加功率密度可以缩短时间并提高改性效果,从而提高处理效率。改性后的PP薄膜存在老化效应,但即使放置10d后,其表面水接触角仍为70.5°,远低于处理前的值。     

介质阻挡电晕放电用于聚丙烯薄膜的表面改性

聚丙烯薄膜浸渍特性是电力电容器的关键问题之一。为了改善聚丙烯薄膜的浸渍特性,采用低温等离子体技术对薄膜表面进行了改性研究。首先基于介质阻挡电晕放电原理制作了低温等离子体发生装置,研究了其放电的电学特性。然后利用该装置产生低温等离子体,应用于聚丙烯薄膜的材料表面改性处理。通过测量材料表面处理前后的表面化学元素、微观形貌和表面静态水接触角的变化,分析了等离子体处理对材料表面改性的影响。结果表明:聚丙烯薄膜经过等离子体改性处理后,表面的极性含氧基团数量增加到10%,静态接触角降低了30%,材料表面粗糙度和浸渍特性都有较大提高;其电学特性也发生了变化,处理之后聚丙烯薄膜的交流击穿电压提高了约12%。     

大气压微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜的表面改性

聚酰亚胺具有良好的机械性能、耐热性能和耐低温性能,因而具有广泛的应用。为提高聚酰亚胺薄膜材料的表面性能,利用自行设计的大气压Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料进行了表面改性实验。实验研究了Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料的亲水性和表面能随处理时间的变化规律。测量了处理后的聚酰亚胺薄膜材料在空气中放置时的处理效果的变化情况。研究结果表明,随着处理时间的增加,聚酰亚胺薄膜的水接触角逐渐降低,而表面能逐渐增加,并且处理后的材料在空气中放置时会出现老化效应。采用原子力显微镜观察了改性前后的表面形貌,发现处理后的聚酰亚胺薄膜的表面更加粗糙,同时质量也有所减少。     

常压辉光放电及其在薄膜表面处理中的应用

常压辉光放电 (APGD)是具有较高电子能量的非平衡等离子体 ,比低压辉光放电更易于实现工业化应用。比较了几种获得常压辉光放电的实验方案 ,基于对常压辉光放电等离子体基本物化特性的深入了解 ,探讨了各种等离子体气氛对于绝缘介质薄膜电气及化学特性的作用 (比如憎水性、表面位能等 ) ,并将之用于绝缘介质薄膜的表面处理中 ,对于薄膜性质的改善起到了较好的作用 ,对常压辉光放电等离子体的应用作了有益的尝试     

均匀介质阻挡放电改性聚丙烯薄膜的研究

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丙烯(PP)薄膜进行表面改性。通过接触角和表面能测量、扫描电子显微镜(SEM)和全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)等方法,研究了等离子体改性时间和功率密度对PP薄膜表面水接触角、表面能、表面粗糙度以及表面化学成分等的影响。结果表明:PP表面水接触角和表面能先是随处理时间增加分别下降和增加,然后达到饱和状态;当处理时间一定时,功率密度越大,接触角下降的越多,表面能上升的越多;增大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。表面样貌及化学成分分析表明,随功率密度的增大,处理后薄膜表面的粗糙度增加,表面引入的含氧基团增多。     

溶液中微弧等离子体在材料表面处理的研究进展

溶液中微弧等离子体是气体等离子体在溶液中的发展和应用,文中综述了溶液中微弧等离子体在材料表面处理的研究进展。溶液中微弧等离子体在阳极表面可发生微弧氧化、纳米尺度的抛光研磨、纳米尺度重构、纳米颗粒的制备;在阴极表面可发生微弧等离子体化学热处理、微弧等离子体镀膜、表面功能膜层的制备。该技术通过调控辉光向弧光过渡的非稳态大电流和高电压区间达到辉光的聚缩和弧光的弥散,形成微弧等离子体,发挥辉光和弧光各自在材料表面的优势,实现了材料的表面处理。该技术的发展对材料的处理提供了新的方法。     

介质阻挡放电处理增强聚合物薄膜表面亲水性

为提高聚合物材料的表面性能,用介质阻挡放电对聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚四氟乙烯薄膜进行表面改性,并研究了DBD等离子体处理对这些材料亲水性的影响;测量了材料表面水接触角和表面能随处理时间的变化规律及处理后的材料在空气中放置时的老化效应,并对结果进行分析。研究结果表明,3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,二者均在一定处理时间后达到饱和值;处理后的材料在空气中放置时会出现老化效应,但即使放置12天后,材料表面水接触角仍远低于处理前的值。     

重频脉冲放电等离子体处理聚合物材料加快表面电荷消散的实验研究

低温等离子体在聚合物材料表面改性方面有着广泛的应用。为了研究等离子体改性对材料表面一系列性能的影响,文中采用大气压空气中介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)产生低温等离子体处理低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)薄膜,利用水接触角测试仪、傅里叶变换红外光谱仪(fourier transformed infrared spectroscopy,FTIR)和表面电位测试系统等对改性表面进行分析。实验结果表明:在处理的前20 s内,随着处理时间的增加水接触角显著降低。继续增加处理时间,水接触角变化趋于饱和。FTIR测试结果表明DBD处理后LDPE薄膜表面引入了羰基类含氧极性基团。表面电位三维分布图表明,DBD处理后的LDPE表面电位衰减比未处理的快,并且随处理时间增加,衰减率提高。导致上述结果的原因有两方面:第一是水接触角降低引起表面吸附水分含量提高,增大材料的表面电导率,提高了表面载流子的迁移速率,加快电荷沿面消散。第二是DBD处理在LDPE薄膜表面生成了羰基等极性基团,引起表面陷阱能级变浅,表面入陷的电荷更容易脱陷。总之,重频脉冲DBD处理能够有效地加快LDPE薄膜表面电荷的消散,可以为应用提供参考。     

空气中三介质层脉冲DBD对聚四氟乙烯的亲水性改善

为了研究多层脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)对聚四氟乙烯薄膜表面亲水性改善的影响,采用3层介质层阻挡的结构,在大气压空气中使用亚微秒级重复频率单极性脉冲电源驱动产生放电低温等离子体。在一定的处理时间条件下,通过改变薄膜所处介质层方式、施加电压幅值、电源频率及气隙间距进行聚四氟乙烯薄膜表面处理实验,并测量处理前后薄膜的表面水接触角。结果显示当3层介质层上均贴有薄膜样品时水接触角变化最大,处理效果较好;随电压幅值及频率的增加薄膜表面水接触角减小并趋于饱和,气隙间距1 mm时薄膜表面水接触角从118°变化最小可到72°左右;而对处理后薄膜进行酒精清洗,发现频率过大或过小时、气隙间距过大或过小时薄膜表面处理效果不明显,在电压40 k V、频率500 Hz、气隙间距1 mm时的薄膜表面亲水性改善效果最佳,清洗后其表面水接触角最小可达85°左右,并可进行多层薄膜同时处理。与双层介质层放电等离子体表面效果相比,该放电结构具有很好的PTFE薄膜亲水性改善效果,能够增加薄膜处理面积,为实际应用提供了可靠的数据参考及可行路线。     

直接空冷300MW机组凝汽器流动加速腐蚀研究

介绍了华能榆社发电有限公司(榆社电厂)直接空冷300 MW机组凝汽器发生严重流动加速腐蚀(FAC)的现象,分析认为其原因为水平配汽管表面形成疏松Fe3O4膜,以及配汽管过渡段的蒸汽扰动和湿蒸汽水滴的冲击.提高给水和金属表面液膜中的pH值有利于抑制流动加速腐蚀和降低腐蚀产物对热力系统的影响,但存在加氨量显著增加和影响后续精除盐系统等问题.     

碳钢在海水及海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)及X射线衍射(XRD)对碳钢在海水及海水淡化一级反渗透(RO)产水中的锈层进行分析,并结合交流阻抗测量,研究了其腐蚀行为.结果表明,碳钢在一级RO产水中的腐蚀速度远大于在海水中的腐蚀速度,原因是两者形成的锈层存在明显差异:海水中碳钢锈层含γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe3O4及少量β-FeOOH,γ-FeOOH为主要成分,锈层对金属具有保护作用;在一级RO产水中的碳钢锈层含γ-FeOOH、Fe3O4以及少量的α-FeOOH,Fe3O4为主要成分在金属表面大量堆积对金属无保护作用.     

新型停用保护成膜缓蚀剂W8的应用研究

针对电厂锅炉的停用腐蚀问题,通过高压釜实验,对新型缓蚀剂W8进行了工艺条件的筛选。利用电化学测试和表面分析技术（XPS,SEM）对缓蚀剂的缓蚀机理进行了探讨,研究表明,W8是一种性能良好的缓蚀剂,试片表面存在缓蚀剂W8的膜,氮与铁发生了化学配位,氮提供电子给针,汽相成膜试片的膜面比液相更紧密。     

循环流化床易磨损部件选材试验研究

在含ＳＯ２成分、添加石英砂细粉的８００°Ｃ烟气中，对７种耐高温材料进行了热态磨蚀腐蚀试验。用称重和测厚法测量了试件的失重和减厚量，采用金相显微镜和扫描电镜（ＳＥＭ）对试验后的试样表面和侧面进行形貌和组织观察，用Ｘ射线扩展能谱（ＥＤＡＸ）进行腐蚀层的元素分析，并用显微硬度计测量基体、涂层等的显微硬度。试验结果表明，在本试验的参数条件下，试验表面的破坏是以石英砂的高温冲蚀磨损为主，ＳＯ２气氛的热腐蚀作用不明显。Ａｌ２Ｏ３陶瓷的高温耐冲蚀腐蚀性能最好。在几种耐高温合金材料中，Ｆｅ３Ａｌ基合金的磨损量最小。试验结果为循环流化床惯性分离器和底饲回燃喷嘴等元件的合理选材提供了宝贵的依据。图７表５参９     

超超临界机组水汽加氧系统改造

针对管路流动加速腐蚀(FAC)严重的问题,提出给水系统进行加氧处理改造。结合一台600 MW超超临界机组改造实例,给出汽水系统中给水加氧和高加疏水加氧系统的流程、加氧点和取样点的位置分布。实践表明:改造半年后,省煤器表面原来的Fe3O4氧化膜完全转化为形态致密的Fe2O3晶体颗粒,流动阻力减少;与未实施给水加氧改造的机组相比,改造过的机组汽轮机低压转子叶片氧化铁沉积量少。     

气-固交界面绝缘子表面电荷的观测与分析

论文对绝缘子气 -固交界面电荷积聚的法向场强模型进行了分析 ,发现现有的法向场强模型只能解释气体侧有微放电情况下的电荷积聚问题。通过实际测量绝缘子表面电荷的分布 ,对理论研究结果进行了实验验证。首次通过实验观察到直流电压作用下 ,在一定的电压幅值范围内 ,随着电压作用时间的增加 ,绝缘子表面电荷的极性会发生不断反复的翻转。这与国外研究者认为的绝缘子表面电荷积聚会随着电压作用时间的增加逐渐增加 ,进而达到饱和的结果有着显著的不同。这一实验现象与本文的理论分析相吻合     

表层非线性电导盆式绝缘子表面电荷分布与沿面放电特性

盆式绝缘子表面电荷积聚是影响直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated transmission line,DC-GIL)电场分布与沿面闪络的重要因素,因此探究绝缘子表面电荷积聚机理并提出调控方法,进而改善绝缘子沿面电场分布具有重要意义。该文搭建缩尺直流GIL绝缘子试验平台,研究不同Si C质量分数(23.1%、37.5%、47.4%)的非线性电导涂层对直流电压、金属微粒附着和极性反转工况下盆式绝缘子表面电荷分布与沿面闪络特性的影响规律。结果表明：环氧基Al₂O₃绝缘子的表面电荷极性取决于气固侧电流密度博弈结果,具有显著的场强依赖特性;非线性电导涂层可以自适应调控直流GIL绝缘子的表面电荷与沿面电场分布,显著提高不同工况下的沿面闪络电压。该文的研究结果为高可靠性直流GIL绝缘子的研发提供了一种潜在的解决方案。     

气液两相放电水处理技术及装置综合评述

为推进放电废水处理工业化的进程,对气液两相废水处理技术及装置的发展进行了评述。各种技术措施均有各自的特点,向上喷雾使废水两次参与放电反应;静电雾化使雾滴更小,增大总反应表面积且表面带电;对流和鼓风使水气更好混合后通过介质阻挡放电,构成塔式工业化处理装置;微孔注氧放电产生氧、羟基,提高氧化降解能力;氧气以流注放电形式渗出进入苯酚溶液区,避免了电极腐蚀;旋转运动的中空针电极送氧使气液充分融合,用于高微生物含量废水处理;比较放电降解水中苯酚的方法可知:DC+AC水面气中电晕放电容易实现且不存在电极水中腐蚀问题;混合串联或并联放电反应器比单液相方式有更高的苯酚降解效率;串联式有更多活性基进入液相,所以移出率稍高。能量、尺寸和持续率等是衡量气液两相流注放电的重要指标。     

Impulse insulation characteristics of a composite insulation system having a wedge gap in SF6 gas

Impulse insulation characteristics were investigated in a composite insulation system having a wedge gap in SF₆ gas. The partial discharge inception voltages of wedge gaps with various types of film were measured and compared with the calculated breakdown voltages estimated from Paschen's curve of SF₆ gas. Also discussed is how the charge accumulated on the film surface due to a partial discharge had an effect on the creepage breakdown voltage. Partial discharge inception voltages in wedge gaps were higher with higher SF₆ gas pressures and with lower film permittivities. Creepage breakdown voltages depended little on gas pressures or on creepage distances. The dependency of breakdown voltages on gas pressures and the effect of polarity on the breakdown voltage differed with the types of film. This may be partly because the charge on the film due to partial discharge had an effect on the discharge propagation, and that charging of the film differed with the types of film.     

磁流化床强化烟气脱硫的机理研究

磁流化床烟气脱硫是一项全新的脱硫技术。该文通过实验验证了在一定磁场强度下，其脱硫效率比普通喷雾干燥脱硫有大幅度提高。为分析磁流化床强化烟气脱硫的机理，文中对脱硫产物进行了比表面积分析、扫描电镜（SEM）分析和X射线衍射分析。结果表明磁场增大了脱硫产物的比表面积，加强了铁元素的催化氧化作用，从而明显提高了脱硫效率。