不同气氛介质阻挡放电等离子体对芳纶表面的改性

为了改善芳纶的表面性能,利用介质阻挡放电,对其表面进行改性.在Ar,Ar/O2,Ar/N2不同气氛介质阻挡等离子体的处理后,探究芳纶表面所产生的不同作用效果机理,同时考察了O2和N2的流量对芳纶表面作用效果的影响.采用了微脱胶法、X射线光电子能谱(XPS)以及原子力显微镜(AFM)分别对处理后芳纶表面黏结性能、表面元素和官能团的变化以及表面粗糙程度的变化进行了比较.结果表明:对芳纶表面的改性是由刻蚀作用还是活性基团占主导与放电气体的种类密切相关,而通入气体的流量也会影响表面改性的处理效果.     

快脉冲放电对粉尘中二(口恶)英的转化作用

用焚烧炉进行城市垃圾焚烧处理后余下的粉尘中含有严重危及人类身体健康,甚至生命安全的二(口恶)英.该文利用表面脉冲放电研究了静电除尘器中粉尘的表面化学转化,结果发现放电后的粉尘颗粒表面产生物理性脆性变化.这表明脉冲放电引起粉尘及其颗粒的有效脆性化.含量分析结果也表明放电后试品中对人体有害的二(口恶)英含量明显降低.正脉冲放电比负脉冲放电对粉尘中的二(口恶)英有更明显的转化作用.可以认为,利用脉冲放电,特别是正脉冲放电,非热平衡等离子体能有效地解除和转换粉尘中有害化学物质.     

等离子体表面处理装置

设计了一种利用介质阻挡放电产生等离子体对材料表面进行处理的新型表面处理装置.此装置采用交流高压驱动,在每个电压半周期内放电次数达到4次甚至更多次,能够产生大量的等离子体.此装置产生的等离子体距离待处理材料近,对等离子体具有较高的利用率,在工业应用方面具有较高的应用前景.     

介质阻挡放电及其在聚合物表面刻蚀中的应用

介质阻挡放电(DBD)是在大气压条件下产生非平衡等离子体的一种常规技术,在许多方面有着广泛的应用.介绍了笔者自行研制的DBD装置,讨论了使用该装置所产生的常压低温等离子体对聚合物材料表面刻蚀处理后,材料上染率、粗糙化、润湿性、生物相容性和表面形貌等方面的变化.探讨了DBD在这些方面的应用前景.     

介质表面的辉光放电特性

为产生大面积片状等离子体,实验研究了在介质表面的直流放电氩等离子体特性. 测试了共面电极和对面电极两种结构下的放电伏安特性曲线和等离子体发光图像,讨论了介质表面效应对电场分布和放电特性的影响. 结果表明,这两种电极结构具有相似的放电特征,等离子体通道紧贴介质表面;二者伏安特性曲线基本相同,它们随放电条件的变化规律也比较相似,但与传统平板电极直流放电特性不尽相同. 介质表面影响电场分布和电荷损失机制,因而影响放电特性. 介质表面共面和对面电极结构可以产生高密度平面等离子体.     

快脉冲放电对粉尘中二噁英的转化作用

用焚烧炉进行城市垃圾焚烧处理后余下的粉尘中含有严重危及人类身体健康 ,甚至生命安全的二英。该文利用表面脉冲放电研究了静电除尘器中粉尘的表面化学转化 ,结果发现放电后的粉尘颗粒表面产生物理性脆性变化。这表明脉冲放电引起粉尘及其颗粒的有效脆性化。含量分析结果也表明放电后试品中对人体有害的二英含量明显降低。正脉冲放电比负脉冲放电对粉尘中的二英有更明显的转化作用。可以认为 ,利用脉冲放电 ,特别是正脉冲放电 ,非热平衡等离子体能有效地解除和转换粉尘中有害化学物质。     

大气压脉冲放电等离子体的研究现状与展望

近年来,大气压脉冲放电等离子体研究受到了人们的格外关注.研究表明与交流驱动相比,脉冲放电产生大气压等离子体具有许多优势,如它的VUV、氧原子、及臭氧的产生效率高;峰值电流密度、电子密度、及电子产生效率也更高;在对介质表面处理时能达到更好的处理效果和更高的效率;还更易产生均匀的大面积等离子体;所产生等离子体的非平衡性更高;灭菌效果也更好等优点.但是,对于脉冲放电的放电机理,放电模式,及脉冲参数(上升沿和下降沿、重复频率、脉冲宽度等)对放电效果的影响,现在的研究还非常有限,且很零散.这一方面是由于大气压放电诊断本身就很困难,另一方面,由于脉冲放电快速的时空演化过程进一步加大了对其诊断的难度.再者,对其研究还受到脉冲电源参数的限制.本文对国际上大气压脉冲放电等离子体最新研究的代表性研究成果做了一个综述,并对今后的研究方向提出了几点建议.     

用大气压下空气辉光放电对聚四氟乙烯进行表面改性

通过放电的电气特性测量和发光特性观察,界定了空气中大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)的不同放电特点.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,研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行改性的效果,并分析了APGD和DBD处理效果不同的原因.实验结果表明:PTFE表面经APGD和DBD处理后,其表面微观样貌和表面化学成分均发生变化,且APGD的处理效果优于DBD.APGD可以对PTFE表面进行更为均匀的处理,经APGD处理40s后,PTFE表面的w(O)从0增加到21%,表面的水接触角从118°下降到53°.     

介质阻挡放电等离子体处理对涤纶织物表面性能的影响

研究了湿度对介质阻挡放电等离子体处理涤纶织物性能的影响,以氩气和氧气分别为载气和反应气体,对涤纶织物进行常压介质阻挡放电处理,利用扫描电子显微镜和X光电子能谱仪分析等离子处理前后纤维表面形态和化学成分的变化,并利用水滴吸收时间表征织物吸湿性.结果表明,介质阻挡放电处理可以使涤纶织物表面的粗糙度增加,并且湿度大的织物处理后粗糙度更大.处理后,O/C比率增加,表明有新的含氧基团生成,而湿度大的O/C比率更高.刚刚处理完的试样,织物湿度对处理后的水滴吸收时间没有太大的影响,在织物洗后水滴吸收时间增加,但洗后放置一段时间后未见明显改变.大气条件下的时效性测试中,织物性能也未见明显改变.     

介质阻挡放电聚乙烯表面能改性

介质阻挡放电(DBD)处理聚合物表面可有效提高其亲水性和结合强度.利用不同工作气体(氮气和空气)的DBD对聚乙烯(PE)表面能进行改性.N2-DBD处理PE30min后其表面水接触角达到19.3°,而空气-DBD处理后最小只能达到28.7°.红外吸收光谱与原子力显微镜分析其表面发现出现新的化学基团,且形貌变得相对粗糙.随处理时间的增加,经N2-DBD和空气-DBD处理的PE无论从表面成分还是表面形貌看,前者都比后者变化程度更大.     

Investigation of Atmospheric Plasma Discharge and Its Application to Surface Modification of Textile Materials

In this paper, an improved quasi-stable atmospheric pressure dielectric barrier discharge （DBD） plasma source is achieved after carefully controlled discharge voltage and current, discharge power, working gas, treatment period, and gap between the electrodes. This plasma source has been used to modify the surface of Polybutylene Terephthalate （PBT） melt-blown nonwovens and Polyester （PET） fabrics, and the various influences on surface modification and the aging effect of treated polymeric materials have been systematically investigated. In addition, the method of spectrum analysis is also used for diagnosing plasma paramneters such as electron temperature. Experimental results indicate that both the wettablity and permeation of treated PBT melt-blown nonwovens and dyeing ability of treated PET fabrics are certainly improved.     

等离子体处理对非织造布表面润湿性的效应

通过用等离子体处理非织造布的方法来提高其表面润湿性。电晕放电和低压辉光放电都对丙纶非织造布表面的润湿性有改善,低压辉光放电不涤纶非织造布表面的润湿性有改善。电晕放电处理非织造布的表面改性效果及改善维持时间都不如低压辉光放电。用等离子体处理非织造布来改善其表面润湿性的效果不能维持很长时间。等离子体处理可减小丙纶、涤纶非织造布表面与水的接触角,从而提高其表面的再润湿性。     

木材浮压干燥的研究

<正>作者从国内外木材干燥工业生产和科研动态中得到启示,形成了关于浮压干燥的设想:加压升温,向木材内部迅速注入能量;将介质压力作为重要的控制参数一木材干燥第四要素,创造有利于内部水分向表层移动的初始条件与外界条件,在含水率梯度不大的情况下加速干燥过程。实验结果表明,浮压干燥是可行的,是一种有发展前途的新型木材干燥方法。     

常压空气辉光放电等离子体光辐射特性试验

常压空气辉光放电（APGD）等离子体应用广泛，但对其参数的描述及定量控制尚无可行的方法．为此，设计了常压下空气辉光放电装置，在电极板平面上产生了一薄层等离子体；根据等离子体具有辐射特性，用光栅单色仪对沿面APGD光辐射特性进行测试，获其辐射光谱；对非均匀、非稳定的APGD等离子体光辐射强度进行平均化处理；数据处理结果表明光谱面积积分平均值和光谱最高峰值平均值随APGD加载功率变化呈线性关系．研究结果说明用APGD的光辐射特性与加载功率之间的关系来控制等离子体的产生量是可行的，为有效利用APGD等离子体提供一种简便的途径．     

常压辉光放电的建立及其特性实验研究

常压辉光放电（APGD）是新近发展起来的一种等离子体源,与低气压辉光放电相比更具有工业应用前景,本文详细介绍我们实验室在大气压条件下建立的均匀稳定、介质垒同辉光放电等离子体发生装置,该放电发生采用频率为10kHz和20kHz高压电源、平板电极,民彬覆盖绝缘层,间隙2－3mm,可在多种气体环境下稳定运行,放电电流波形和电压一电荷李萨如图形的测量充分表明它确实是常压下的均匀辉光放电。     

低气压对水体表面张力影响研究

表面张力是液体接触气体时的基本特性。本文设计了低气压下表面张力系数测量装置,研究了气压降低对水体表面张力系数的影响,提出了低气压下表面张力系数计算公式。研究表明,相同水体温度下,气压与水体表面张力系数间呈良好的线性关系,气压越低,表面张力系数越大;气压降低时,气压和温度对水体表面张力的影响是基本独立的。     

常压低温等离子体灭菌实验研究

利用介质阻挡放电(DBD)开展了常压低温等离于体灭菌的实验研究.探讨了细菌种类、细菌裁片和放电气体对灭菌效果的影响.实验结果显示,DBD等离子体能在短时间内杀灭细菌,具有比常规灭菌技术更高的灭菌效率.另外,O2等离子体能在12 s内杀死所有大肠杆菌,远快于N2和Ar等离子体.表明在灭菌过程中占据主导地位的是活性物质O2,而不是紫外辐射.     

大气压下微流注空间演化与尺度特征

针对大气压下介质阻挡放电的丝状放电模式,建立了针-板放电装置.利用CCD(charge-coupled device,电荷耦合元件),光谱相机对在不同激励电压下的放电形貌进行了采集和分析.总结了微放电模式下微流注的空间演化过程,对完全击穿时的放电形貌进行了分析,给出了描述微流注空间尺度的3个参量,并利用放电形貌图对这3个参量进行了估算,讨论3个参量随激励电压的变化规律.     

轴对称等离子体射流的实验研究

等离子体射流具有广泛的应用前景。建立了轴对称等离子体射流的模型,得出层流状态下等离子体射流的长度与流量成正比。采用Ne、He、Ar在大气压下用介质阻挡放电的手段得到了等离子体射流,发现层流状态下等离子体射流长度与模型结论一致,但是随着激励电压的升高和气体流量的增大,等离子体射流会发生从辉光放电到丝状放电、从层流到湍流的转捩,射流长度会先增大后减小;工作气体的不同对等离子体射流的性质也有重要影响。     

一种新的等离子体源及其在纺织材料表面改性中的应用

这里主要的工作就是采用并建立介质阻挡放电装置。在此基础上，使用空气和氩气两种工作气体进行等离子体放电，对等离子体放电电流和放电电压等参数进行较为系统的测量和诊断。由此找到适当的等离子体放电条件。这样，选择1mm宽的放电间隙，获得了较为理想且均匀的等离子体，并用其对大豆纤维进行表面改性。从扫描电镜等测试结果显示，改性后大豆纤维的表面性能有明显改善。