近年來(lái),大氣壓等離子體的材料表面清洗及改性的研究受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者及各大材料公司的廣泛關(guān)注。目前應(yīng)用最廣泛的兩類大氣壓等離子體發(fā)生器分別是一些依據(jù)介質(zhì)阻擋的方法設(shè)計(jì)的平面放電裝置,以及等離子體射流。等離子體射流的優(yōu)點(diǎn)是能夠在反應(yīng)器外產(chǎn)生一定密度的等離子體,可以高效地進(jìn)行樣品處理,平面介質(zhì)阻擋放電裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生較大的等離子體區(qū)域,更方便于實(shí)驗(yàn)研究。然而,這兩類裝置均存在一定的缺陷,首先等離子體射流最大的問題是處理面積過小,當(dāng)遇到較大樣品時(shí),通常需要采用多只射流構(gòu)成陣列,或單只射流反復(fù)掃描,這樣做不僅困難而且耗費(fèi)大量時(shí)間;而平面介質(zhì)阻擋放電裝置最大的問題是待處理樣品的形貌會(huì)遭到設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制,當(dāng)在面對(duì)有棱角的樣品時(shí),在尖端處往往會(huì)產(chǎn)生電弧,導(dǎo)致樣品損壞。本文自主設(shè)計(jì)并研制了一種新型寬幅大面積大氣壓等離子體發(fā)生器,可有效的規(guī)避以上兩種等離子體發(fā)生器的缺陷。該裝置具有以下特點(diǎn):（1）裝置總長(zhǎng)度為500mm,能夠產(chǎn)生長(zhǎng)度為400mm穩(wěn)定均勻的大氣壓等離子體;（2）利用氣流將等離子體吹出反應(yīng)器外,更方便于材料處理;（3）產(chǎn)生的等離子體具有良好的均勻性,整個(gè)區(qū)域內(nèi)沒有絲狀放電或電弧放電的情況。此... 

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１－２氦氣與空氣輝光放電電壓對(duì)比圖??１．３大氣壓等離子體發(fā)生器概述??

第一章緒論?寬幅大氣壓等離子體發(fā)生器研制及石英玻璃表面處理??式的不同，等離子體源大致可分為：電弧等離子體源、輝光放電等離子體源和??電暈等離子體源，而電弧等離子源和輝光放電等離子體源的應(yīng)用最為廣泛，技??術(shù)最為成熟。??１．３．１大氣壓電弧放電等離子體炬研究進(jìn)展??電弧等離子體發(fā)生器又稱等離子體噴槍，是能產(chǎn)生較高溫度的等離子體的??放電裝置，主要結(jié)構(gòu)由陰、陽(yáng)兩極，腔體以及氣供給系統(tǒng)三部分組成［１４］，其中??陰極的作用是發(fā)射大量電子，并向陽(yáng)極方向運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)極不但收集電子而且產(chǎn)生??能夠金屬蒸氣，同時(shí)也可以向弧柱區(qū)提供帶電粒子。電弧等離子體炬因其較高??的溫度和較大的能量，所以被廣泛應(yīng)用于切割、焊接、噴涂、等工業(yè)領(lǐng)域。按??電弧等離子體的形式可分為：非轉(zhuǎn)移弧炬、轉(zhuǎn)移弧炬和聯(lián)合式等離子體弧炬，??見下圖１－３。非轉(zhuǎn)移弧炬中，炬的噴嘴兼作陽(yáng)極；而在轉(zhuǎn)移弧炬中，陽(yáng)極是指被??加工工件；聯(lián)合式等離子體炬，陽(yáng)極為二者的結(jié)合。??艱?纖?ＵＪＬｉｋ觀??（ａ）作Ｈ移弧?（ｂ）竹移弧?（ｃ）聯(lián)合式等離＋休弧??圖１－３等離子體炬的形式??而常壓輝光放電等離子體源則必須采用介質(zhì)阻擋放電（ＤＢＤ）的方式來(lái)實(shí)??現(xiàn)，與電弧等離子體不同的是，在放電間隙中加入的絕緣介質(zhì)，即避免了產(chǎn)生??電弧的情況，也限制了電流與等離子體的溫度的增長(zhǎng)，因此，此類等離子體源??被廣泛應(yīng)用于等離子體刻蝕、薄膜制備、表面清洗等處理工藝中，同時(shí)由于其??４??

第一章緒論?寬幅大氣壓等離子體發(fā)生器研制及石英玻璃表面處理??除以上幾種結(jié)構(gòu)之外，為了減少使用稀有氣體的成本，有不少科研團(tuán)隊(duì)研??制出了空氣射流裝置［｜６＇１７］，這些裝置只需要?dú)獗贸掷m(xù)供氣即可實(shí)現(xiàn)，操作更為??簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)見下圖１－５。??（ａ）?（ｂ）??介質(zhì)？壞％極?ｊ?duì)�，接極＾多孔介質(zhì)???ｇ｜｜ｉ?ｍ離子體射流?，一一?）??介質(zhì)’?｜?ｑ?ｉ等離子體射流??電源：??（ｃ）??空心電極??氣流調(diào)？?Ｉ?、??丨。?等離子體射流??電源?￣??圖１－５三種空氣等離子體射流裝置結(jié)構(gòu)??相比于其他常壓等離子體源這種設(shè)備具有成本低，易操作，溫度低，均勻??性好等特點(diǎn)。目前，大氣壓等離子體射流放電技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，得到了廣泛??的應(yīng)用，但是在等離子體射流的理論研究、診斷，以及裝置改進(jìn)及探尋更加廣??闊的實(shí)際應(yīng)用等方面，仍需投入更多的研究。??１．３．３大氣壓大面積等離子體發(fā)生器研究進(jìn)展??雖然常壓等離子體射流己經(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，更多的科研團(tuán)隊(duì)致力于研制大面積??等離子體發(fā)生器，在保障等離子體均勻性的同時(shí)，不斷擴(kuò)大放電區(qū)域，提高材??料處理的效率。關(guān)于大氣壓等離子體射流，目前主要有兩種方式來(lái)增加放電區(qū)??域：??（１）增加射流源體積，擴(kuò)大裝置尺寸來(lái)增加放電區(qū)域［｜８］。??（２）多個(gè)射流源構(gòu)成陣列ｆ１９’２（）‘２１］。??６??

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