介质阻挡放电
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低温等离子体的发生技术
直流辉光放电 低频放电等离子体 高频放电等离子体 非平衡大气压等离子体放电 介质阻挡放电
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当气体被击穿,导电通道建立后,空间电荷在放 电间隙间输送,并积累在介质上。这时介质表面 电荷将建立起电场,直到将原来的外加电场削弱 为零,以至于中断了放电电流。
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介质阻挡放电的特点
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实验装置及参数
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介质阻挡放电
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介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种 气体放电。介质可以覆盖在电极上或悬挂在放电 空间。这样当在放电电极上施加足够高的交流电 压时,电极间的气体即使在很高的气压下,也会 被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。
这种放电看似均匀稳定,但实际上它有大量细致 的快脉冲放电通道,通常放电空间的气体压强为10 4Pa- 105Pa或更高。
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在大气压下(105Pa),这种气体放电呈 现微通道的放电结构,即通过放电间隙的 电流由大量快脉冲电流细丝构成。电流细 丝在放电空间和时间上都是无规则分布的 。这种电流细丝也称为微放电。每个微放 电的时间过程都非常短促,寿命不到10ns ,而电流密度却很高。在介质表面上微放 电扩散成表面放电,这些表面放电呈现明 亮的斑点,大的可达几个毫米。
等离子体的分类
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1、按等离子焰温度分:
(1) 高温等离子体:温度相当于108~109 K完全电离
的等离子体,如太阳、受控热核聚变等离子体。
(2)低温等离子体: 热等离子体:稠密高压(1大气压以上),温度103~1
05K,如电弧、高频和燃烧等离子体。
冷等离子体: 电子温度高(103~104K)、气体温度低,
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介质阻挡放电(DBD)能够在大气压下产生大 体积、高能量密度的低温等离子体,不需要真空设 备就能在室温或接近室温条件下获得化学反应所需 的活性粒子,相对于其他材料表面改性方法来说, DBD等离子体材料表面改性具有独特的应用价值。
DBD等离子体材料表面改性时的作用深度范围 从材料表面下几纳米至几百纳米,能在不影响基体 性能的前提下改善材料表面的物理化学性能。同时, 该项技术还具有工艺简单、操作简便、环保节能等 优点,十分适合大规模连续化工业应用
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介质阻挡放电的机制
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这个电场将会向阴极传播。在传播过程中原子和 分子得到进一步的电离,并激励起向阴极传播的 电子反向波。这样一个导电通道能非常快的通过 放电间隙而造成气体的击穿。
介质阻挡放电的机制
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当电极两端加上交流电压时,在半个周期内,可 以认为是直流放电。在第一个电子雪崩通过放电 间隙的过程中出现了相当数量的空间电荷。他们 聚集在雪崩头部。
由于电子运动速度快,电子 集中在雪崩的球状头部,正 离子滞后于电子而在雪崩的 后部。这样就产生了一个自 感电场叠加在外电场上,同 时对电子产生影响。
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空气中微放电在介质表面斑点的照Comp片any Logo
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气体温度大致相等的等离子体。如常压下的电弧
放电等离子体和高频感应等离子体。
(2)非平衡等离子体:低气压下或常压下,电子
温度远远大于气体温度的等离子体。如低气压下 DC辉光放电和高频感应辉光放电,大气压下DBD 介质阻挡放电等产生的冷等离子体。
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介质阻挡放电等离子体材料 表面改性
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周晴 201002508125
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如稀薄低压辉光放电等离子体、电晕放电等离子体、 DBD介质阻挡放电等离子体、索梯放电等离子体等。
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等离子体的分类
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2、按等离子体所处的状态:
(1)平衡等离子体:气体压力较高,电子温度与
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介质阻挡放电的电极结构
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聚丙烯(PP)具有优良力学性能、电气性 能和耐化学腐蚀性能,因而被广泛应用于医学、 电工、化工和包装等工业领域。但PP膜的表面 能较低,导致其表面的亲水性、粘结性、可印 性和可染性等性能较差,这大大限制了其应用 范围。