低温等离子体射流处理对硅橡胶材料性能的影响研究

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作者 伍雪峰 段家振 +3 位作者 史如新 刘洪涛 何轶聪 任显铭 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第8期66-72,共7页

为解决硅橡胶电缆表面印字污染问题,本文提出利用低温等离子体射流对硅橡胶进行表面处理。以交流电源激励针-环结构电极产生氩气等离子体射流,对不同移动速度下的硅橡胶电缆表面进行动态处理,系统研究处理速度对硅橡胶电缆憎水性、沿面... 为解决硅橡胶电缆表面印字污染问题,本文提出利用低温等离子体射流对硅橡胶进行表面处理。以交流电源激励针-环结构电极产生氩气等离子体射流,对不同移动速度下的硅橡胶电缆表面进行动态处理,系统研究处理速度对硅橡胶电缆憎水性、沿面耐压和击穿性能的影响,通过SEM和EDS检测硅橡胶表面物理形貌和化学成分变化。结果表明:射流静态处理会导致材料表面温度升高,而动态处理可以显著降低温升。处理后硅橡胶的水接触角和闪络电压均有小幅度下降。随着处理速度增大,硅橡胶的憎水性和电气绝缘性能逐渐恢复。5mm/s处理条件下,硅橡胶表面抗油墨粘接性显著提高。结合物化特性结果可知,等离子体射流处理后硅橡胶表面交联聚合程度提高,界面分子扩散运动受到阻碍,进而降低了硅橡胶表面自黏性能。 展开更多

关键词 低温等离子体射流 表面改性 硅橡胶电缆

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基于激光诱导荧光法诊断大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子的时空分布 被引量：23

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作者 吴淑群 董熙 +2 位作者 裴学凯 岳远富 卢新培 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期82-94,共13页

由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自... 由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自由基和O原子的寿命时间分别为1ms和3ms,远大于脉冲放电持续时间;采用拟合衰减曲线法,得到OH自由基的绝对密度为1012~1013cm-3;发现离喷嘴口越远,OH自由基和O原子密度越低。然而,即使距离喷嘴口数cm的地方,仍然存在大量的OH自由基和O原子;OH自由基和O原子的密度随激励频率和脉冲电压幅值的增加而升高,随H_2O含量和O_2含量的升高而出现先增大后减小的趋势。其中,当氦气中H_2O含量为0.012%时,OH自由基密度达到最大值。当氦气中O2含量为0.5%时,O原子密度达到最大值。本文研究为调控和优化低温等离子体射流中OH自由基和O原子密度提供重要科学依据。 展开更多

关键词 大气压低温等离子体射流 激光诱导荧光 活性粒子 等离子体医学 OH自由基 O原子 等离子体活性

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预电离大气压低温等离子体射流及其在表面清洗中的应用 被引量：17

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作者 金英 钱牧扬 +1 位作者 任春生 王德真 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1682-1689,共8页

具有高化学活性的大气压放电低温等离子体射流具有潜在的应用价值。为此,介绍了一种利用预电离办法产生Ar/O2等离子体大气压低温射流及其在表面油污清洗中的应用。采用针电极放电等离子体作为预电离源,为射流介质阻挡放电(DBD)提供种子... 具有高化学活性的大气压放电低温等离子体射流具有潜在的应用价值。为此,介绍了一种利用预电离办法产生Ar/O2等离子体大气压低温射流及其在表面油污清洗中的应用。采用针电极放电等离子体作为预电离源,为射流介质阻挡放电(DBD)提供种子电子,使得射流DBD的击穿与维持电压得以降低,即使在氧气与氩气体积比高达6%时,也可以产生均匀稳定的放电模式。采用光纤温度传感器检测得到放电等离子体气体温度在390～440K,而Boltzmann斜率法计算得到的电子激发温度为4640K,通过示踪元素法计算得到氧原子数密度在1017 cm-3量级。将该射流应用到玻璃表面油污清洗,最大清洗速率可达0.1mm/s。所以预电离技术可以产生具有高化学活性的均匀放电的大气压低温等离子体射流,该射流在表面油污清洗中具有较高效率。 展开更多

关键词 大气压低温等离子体射流 化学活性 预电离 电子数密度 氧原子数密度 表面清洗

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大气压低温等离子体射流器件层流特性的模拟研究 被引量：7

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作者 占建英 杨兰兰 +1 位作者 屠彦 俞永波 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期724-730,共7页

为分析大气压低温等离子体射流的特性,本文建立射流器件二维轴对称模型,利用Comsol软件对层流状态下等离子体射流的连续性方程、N-S方程和对流扩散方程进行耦合求解,分析了不同气体流速、喷口直径及工作气体条件下,喷射气流在空气中的轴... 为分析大气压低温等离子体射流的特性,本文建立射流器件二维轴对称模型,利用Comsol软件对层流状态下等离子体射流的连续性方程、N-S方程和对流扩散方程进行耦合求解,分析了不同气体流速、喷口直径及工作气体条件下,喷射气流在空气中的轴向(z)和径向(r)摩尔分数分布,并研究了流速、喷口直径和工作气体对射流特性的影响。模拟结果表明,在层流状态下,可以用He与空气混合的摩尔分数为0.99时的轴向传播长度去估测射流传播的长度,该长度与入射气体流速、喷口直径的平方呈线性关系,即与气体体积流量呈正比,模拟结果与文献中实验结果一致;相同条件下,He、Ne、Ar三种工作气体在轴向上的摩尔分数分布依次增大,它们与空气混合的摩尔分数为0.99时的轴向传播长度依次增加,可推测同等条件下Ar气的射流长度最长。 展开更多

关键词 低温等离子体射流 层流模型 轴向摩尔分数 径向摩尔分数 射流长度

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大气压低温等离子体射流甲醇直接合成乙二醇新技术实验教学研究 被引量：3

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作者 钱沐杨 陈小昌 +1 位作者 李桂 刘三秋 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第1期44-47,55,共5页

利用激光诱导荧光(LIF)及发射光谱(OES)对大气压CH_3OH/Ar等离子体射流放电进行了详细地诊断研究,主要考察了不同CH_3OH/Ar体积比对射流中OH自由基的密度时空分布的影响。研究结果表明,仅少量的甲醇蒸气掺入到工作气体氩气中时(CH_3OH/A... 利用激光诱导荧光(LIF)及发射光谱(OES)对大气压CH_3OH/Ar等离子体射流放电进行了详细地诊断研究,主要考察了不同CH_3OH/Ar体积比对射流中OH自由基的密度时空分布的影响。研究结果表明,仅少量的甲醇蒸气掺入到工作气体氩气中时(CH_3OH/Ar体积比为0.05%),有利于OH自由基的产生。发射光谱测量结果中发现存在含碳的特征活性粒子,如CN、CH、C2等。对大气压CH_3OH/Ar等离子体放电中甲醇的分解机制进行了详细的探讨。通过实验数据及进一步的探讨分析,评估了大气压低温等离子体射流中甲醇直接合成乙二醇技术的关键性外界工作参数。 展开更多

关键词 大气压低温等离子体射流 有机化合物合成 激光诱导荧光 羟基

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手持式低温等离子体射流灭菌装置的设计与应用 被引量：4

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作者 覃思 范铠源 +2 位作者 李虎 王闰宁 黄时海 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2023年第5期64-70,共7页

为提高食品和食品包装消毒杀菌效率,探究新型灭菌技术,设计并制作一种在大气压下利用环境空气为工作气体,采用介质阻挡放电产生等离子体的手持射流装置,对装置的相关特性进行测量研究,并进行不同处理条件的验证性灭菌试验。试验结果表明... 为提高食品和食品包装消毒杀菌效率,探究新型灭菌技术,设计并制作一种在大气压下利用环境空气为工作气体,采用介质阻挡放电产生等离子体的手持射流装置,对装置的相关特性进行测量研究,并进行不同处理条件的验证性灭菌试验。试验结果表明,装置可有效杀灭酵母菌,灭菌效率与施加的电压强度和灭菌时间呈正相关,在电压幅值14 kV,频率13.3 kHz,灭菌时间90 s条件下产生菌落生长抑制区面积可达198.2 mm2,且等离子体射流可实现人体触摸,保证装置的电气安全性。研究为食品及食品包装的杀菌消毒提供新的技术思路与参考。 展开更多

关键词 消毒杀菌 低温等离子体射流 介质阻挡放电 灭菌试验

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电极结构对于大气压低温等离子体射流初始电场的影响 被引量：3

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作者 户玎岚 杨兰兰 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第6期1236-1239,共4页

为研究不同电极结构对于大气压低温等离子体射流电场的影响,建立了二维轴对称模型,利用COMSOL软件对3种不同的电极设置情况进行了仿真。仿真结果表明,只有针电极时,电场强度比较低,壁上加环电极时,最大电场强度显著增大,且环电极的宽度... 为研究不同电极结构对于大气压低温等离子体射流电场的影响,建立了二维轴对称模型,利用COMSOL软件对3种不同的电极设置情况进行了仿真。仿真结果表明,只有针电极时,电场强度比较低,壁上加环电极时,最大电场强度显著增大,且环电极的宽度对它的大小也有影响,壁外加环电极时,最大电场强度也增大,但增加的幅度较环电极在壁上时小,且随着环电极距壁的距离越来越大,产生的影响也越来越小。 展开更多

关键词 低温等离子体射流 电极结构 数值模拟 电场强度

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大气压低温等离子体射流及其生物医学应用 被引量：25

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作者 熊紫兰 卢新培 +1 位作者 鲜于斌 邹长林 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第15期97-105,共9页

大气压低温等离子体射流是近年来学术界兴起的新型研究领域，由于其在大气压下产生，气体温度低，活性高，在众多领域尤其是生物医学方面的应用引起了人们广泛的关注。本文依据驱动电源的不同分别介绍直流电源、交流电源、射频电源、微... 大气压低温等离子体射流是近年来学术界兴起的新型研究领域，由于其在大气压下产生，气体温度低，活性高，在众多领域尤其是生物医学方面的应用引起了人们广泛的关注。本文依据驱动电源的不同分别介绍直流电源、交流电源、射频电源、微波、直流脉冲电源驱动的大气压低温等离子体射流装置，及其各自的物理特性、杀菌效果，以及大气压低温等离子体射流在生物医学方面的应用。最后叙述了大气压低温等离子体射流应用领域的前景，以及所面临的困难和可能的解决方法。 展开更多

关键词 大气压低温等离子体射流 驱动电源 气体温度 杀菌消毒 生物医学应用

原文传递

大气压氩等离子体射流的放电特性 被引量：29

9

作者 方志 刘源 蔡玲玲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1613-1622,共10页

为了深入地理解大气压等离子体射流放电机理和优化其放电效率,通过对大气压氩等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量及发射光谱和发光图像等光学特性诊断,研究了外电极距石英玻璃管口不同距离时,氩等离子体射流放... 为了深入地理解大气压等离子体射流放电机理和优化其放电效率,通过对大气压氩等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量及发射光谱和发光图像等光学特性诊断,研究了外电极距石英玻璃管口不同距离时,氩等离子体射流放电的放电特性和演变规律。计算放电功率、传输电荷量、电子激发温度、分子振动温度和分子转动温度等主要放电参量后,研究了它们随外加电压增加的变化趋势,并结合放电机理对所得实验结果进行了分析。结果表明,氩等离子体射流主要产生的粒子有OH、N2、Ar和少量的O,随着外电极位置的不同,气体温度在317～395K之间变化,为典型的低温等离子体;外电极位置影响放电模式和放电起始电压,在氩射流阶段,电子激发温度在不同外电极位置条件下相差不大。当外电极距离管口40mm时,外加电压幅值达8kV时,放电功率和传输电荷最大,放电效果和发光强度也最强,由Penning效应产生的OH谱线强度也最强,因此,用于聚合物材料表面改性等应用时,可以采用此运行参数,以达到更好处理效果。 展开更多

关键词 低温等离子体射流 大气压 放电特性 放电参量 演变规律 外电极

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等离子体射流对染污高温硫化硅橡胶憎水特性的影响 被引量：11

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作者 张若兵 苏善诚 +2 位作者 姜雨泽 刘辉 关志成 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期262-267,共6页

为研究改善染污高温硫化硅橡胶(HTV)憎水性的方法,采用大气压下的介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体射流,对高岭土染污后的HTV试片表面进行处理。在不同处理时间、盐密及灰密情况下,测量了染污高温硫化硅橡胶表面的接触角,研究其随时... 为研究改善染污高温硫化硅橡胶(HTV)憎水性的方法,采用大气压下的介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体射流,对高岭土染污后的HTV试片表面进行处理。在不同处理时间、盐密及灰密情况下,测量了染污高温硫化硅橡胶表面的接触角,研究其随时间的变化情况。研究发现:染污高温硫化硅橡胶表面在经过较短时间的低温等离子体射流处理之后,其憎水性得到了明显改善,接触角>100°;并且随着迁移时间的增加,其憎水迁移速度明显加快,迁移5 h后接触角即>110°。在重污秽情况下,随着处理时间的增加,其憎水性也得到相应改善,但效果并不理想,接触角普遍<35°。通过对照试验及扫描电镜(SEM)成像可以得到该现象产生的原因是射流等离子体与HTV相互作用,加速了HTV憎水迁移过程导致的。 展开更多

关键词 低温等离子体射流 污秽 高温硫化硅橡胶 憎水性 接触角 扫描电镜

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氮气射流低温等离子体处理对落叶松表面润湿性的影响 被引量：1

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作者 马东超 郭明辉 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期69-73,共5页

为了提高落叶松的表面润湿性,采用N2射流低温等离子体对落叶松表面进行处理。针对处理时间和处理高度两个因素进行单因素试验设计。通过表面接触角的测试和表面自由能的计算,分析落叶松经N2射流低温等离子体处理前后表面润湿性的变化,... 为了提高落叶松的表面润湿性,采用N2射流低温等离子体对落叶松表面进行处理。针对处理时间和处理高度两个因素进行单因素试验设计。通过表面接触角的测试和表面自由能的计算,分析落叶松经N2射流低温等离子体处理前后表面润湿性的变化,得出较佳的处理参数。结果表明:经N2射流低温等离子体处理后落叶松表面接触角显著下降,表面自由能明显提高,落叶松表面润湿性增强。对于处理截面尺寸为40 mm×40 mm的试件,氮气射流低温等离子体处理落叶松表面的较佳工艺参数为:处理时间20 s,处理高度15 mm。处理后落叶松表面有明显的刻蚀痕迹,表面粗糙度增加,落叶松表面含氧官能团增多,增强了落叶松表面的亲水性,有利于落叶松表面润湿性的提高。 展开更多

关键词 落叶松 氮气射流低温等离子体 表面润湿性

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气体流速对等离子体射流长度的影响 被引量：2

12

作者 李作召 张大伟 《成组技术与生产现代化》 2016年第1期60-62,共3页

为了研究气体流速对大气压低温氩等离子体射流长度的影响,确定实际应用中最佳射流条件,首先建立二维轴对称模型,进行数值仿真,然后根据仿真结果进行了实验研究.实验结果与仿真结果基本吻合.气体流动处于层流时,射流几乎不能被观察到;气... 为了研究气体流速对大气压低温氩等离子体射流长度的影响,确定实际应用中最佳射流条件,首先建立二维轴对称模型,进行数值仿真,然后根据仿真结果进行了实验研究.实验结果与仿真结果基本吻合.气体流动处于层流时,射流几乎不能被观察到;气体流动处于过渡态时,射流比较好,射流长度最长;气体流动处于湍流状态时,射流尖端变得不稳定,射流长度有所减小. 展开更多

关键词 低温氩等离子体射流 介质阻挡放电 仿真模型 射流长度 气体流速换算

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基于大气压低温等离子射流处理的材料亲水性实验教学研究 被引量：2

13

作者 钱沐杨 吕燕 +4 位作者 马鹏 江远辉 刘三秋 王震东 龚江宏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第12期57-59,62,共4页

通过大气压下低温等离子体射流对材料表面进行处理,可以极大地提高材料表面的亲水性。该方法有别于传统的共混、表面接枝和界面聚合等方法对膜材料亲水性改性,利用悬浮电极射流源产生的等离子体化学活性强、气体温度低,而且操作简单、... 通过大气压下低温等离子体射流对材料表面进行处理,可以极大地提高材料表面的亲水性。该方法有别于传统的共混、表面接枝和界面聚合等方法对膜材料亲水性改性,利用悬浮电极射流源产生的等离子体化学活性强、气体温度低,而且操作简单、成本低廉。通过水接触角测量仪测量射流处理前后材料表面的水接触角,从而表征材料表面亲水性改性。该实验可以吸引学生的注意力,帮助学生加深了解材料及物理等交叉学科基本知识,培养学生运用材料物理基础理论知识和实验技能进行材料研究开发的基本能力,可为中国大学材料及物理相关专业的本科实验教学提供参考和启示。 展开更多

关键词 材料表面 亲水性改性 大气压低温等离子体射流 大学实验教学

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