大氣壓介質阻擋放電等離子表面處理原理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-10-25

介質阻擋放電，是一種在高壓電極和接地電極之間插入阻擋介質的氣體放電，阻擋介質材質有石英、玻璃、陶瓷、聚合物等多種類型。由于阻擋介質的存在，當給電極施加一定頻率的足夠高的交流電時，電流增長受限，放電不會發(fā)展成為火花放電或者弧光放電，放電聲音較小，也被稱為“無聲放電”。

按照結構不同，大氣壓介質阻擋放電可分為體介質阻擋放電（VolumeDBD，VDBD）和表面介質阻擋放電（SurfaceDBD，SDBD）。VDBD又可分為同軸介質阻擋放電和平行板介質阻擋放電。平行板介質阻擋放電，特點是至少存在一個電極被阻擋介質覆蓋，或者阻擋介質懸浮于兩個電極之間的氣隙，在等離子體材料改性領域得到廣泛應用。對稱平行板介質阻擋放電裝置的正負電極表面均被阻擋介質覆蓋，電極與放電區(qū)域隔離開來，可以有效保護電極不被等離子體空間內的活性粒子腐蝕。非對稱平行板介質阻擋放電裝置和懸浮介質平行板介質阻擋放電裝置至少有一個電極裸露于等離子體放電空間中，裸露電極會受到等離子體放電空間內的活性粒子影響，出現腐蝕現象，但是單介質的存在使得介質總電容增加，氣隙間分壓減小，降低等離子體放電電壓。

大氣壓介質阻擋放電等離子表面處理原理

大氣壓平行板介質阻擋放電改性材料表面特性的過程：等離子體放電空間中存在大量活性粒子和輻射線，處于放電空間中的材料會受到這些物質的影響，在材料表面發(fā)生能量轉移。活性粒子對材料表面的影響局限于幾個單分子層，也就是幾個到幾百個納米；輻射則具有一定的穿透作用，可以深入到材料表面以下幾微米。在各種活性粒子和輻射線的作用下，材料表面的活性大幅提高，形成若干個活性中心，與此同時材料表面還存在很多自由基團。在大量自由基團存在的活性中心，會發(fā)生聚合物降解、組分交聯等過程，還有大量官能團的引入。

大氣壓平行板介質阻擋放電等離子體應用于材料表面處理時，等離子體放電空間中多數電子和離子的電子伏特在一到兩位數之間，這些粒子作用于材料表面時會打開材料表面原有的分子化學鍵，形成新的化學鍵，然后與材料表面附近的自由基團發(fā)生化學反應，形成新的化學結構。在這些化學反應發(fā)生的同時，也會改變材料表面的物理結構，比如材料表面粗糙度提升。大氣壓介質阻擋放電等離子體中的能量達不到高能射線的范疇，對材料沒有穿透作用，為納米級改性，對材料結構的影響較小。介質阻擋放電等離子體作用于材料表面，會在引入極性基團的同時提高材料表面的粗糙度，從而在不損壞材料本體結構的前提下改善材料的親疏水性和界面性能。