线性宽幅等离子清洗机工作原理及其优势

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-02-07

虽然常压大气等离子清洗机己经被广泛的应用在各大领域，但是由于其截面积较小，一次能处理的样品数量少且效率较低，因此大面积线性宽幅等离子清洗机的出现对提高材料处理的效率有着重要的实际意义。

线性宽幅等离子清洗机工作原理

要在大气环境下实现大面积辉光放电，必须通过介质阻挡的方式实现，即电极必须被绝缘介质紧密包裹。因此宽幅等离子清洗机采用DBD介质阻挡放电的形式，此装置放电时的照片图如下图1所示，从照片中可以看出放电区域宽，等离子体均匀性好，没有形成明显电丝，能够实现大面积辉光放电。

图1 线性宽幅等离子清洗机放电照片

介质阻挡放电（DielectricBarrierDischarge,DBD）又称无声放电（SilentDischarge），是气体放电的一种形式，同时是制备低温等离子体最常用的方式。图2给出了四种典型的介质阻挡放电装置，其特点是在放电电极之间插入绝缘阻挡介质，工业上常用的介质材料有橡胶、陶瓷、石英玻璃、纤维素绝缘板、聚四氟乙烯等，介质摆放的位置可以是在高压和接地电极的中间，也可以是任一或全部电极的表面。图2(a)所示的平行板电极结构，为线性宽幅等离子清洗机所采用的放电结构。

图2 典型的介质阻挡放电装置截面示意图

电极表面或放电区间内绝缘介质的存在是介质阻挡放电有别于其他放电形式（如电晕放电、弧光放电等）的关键。以常规的两电极负载结构为例，外部电压施加于电极上，在放电区间内形成高强电场诱发气体电离，带电粒子在电场力的作用下向两电极移动，之后绝缘介质表面聚集大量电荷，形成与外加电场方向相反的内电场，致使气隙电场减弱，抑制了放电的不断加剧直至放电熄灭，从而防止了放电向弧光放电或者火花放电转化，保证了低温等离子体的稳定产生。若要持续放电，则需施加反向电压，或者静待介质表面累积电荷消散后再次施加同向电压。因此，介质阻挡放电的驱动电源多为交流型高压电源和脉冲型高压电源。尤其，对于双极性脉冲电源或交流高压电源激励，当外加电压反向后，上半周期介质表面累积电荷形成的内电场与外加电场同向，电场叠加使得放电更容易发生。

线性宽幅等离子清洗机在材料表面改性中的应用

根据特定的应用场合，材料需要被赋予相应的功能，例如亲水、可印染、涂层粘合、耐磨、耐腐蚀、防氧化等等，基于低温等离子体的表面改性技术就是实现这一目标的主要手段。介质阻挡放电产生的低温等离子体具备很高的化学活性，内部的活性粒子与材料表面接触后发生相互作用，其中物理作用过程包括：刻蚀、解吸、复合、激发、溅射、注入等；化学反应过程包括：氧化、还原、触媒、分解、裂解和聚合等。一系列的物理、化学作用会改变材料表面的物理形貌与化学成分，赋予或者增强材料特定的功能活性，例如：表面粗糙度、附着、润湿及亲疏水性等。

线性宽幅等离子清洗机和传统的大气等离子清洗机相比有哪些优势：

线性宽幅等离子清洗机对比传统大气等离子清洗机有着如下优势：放电区域与材料处理区域分离的优势，由于等离子体被隔离，所以不会出现静电损伤的问题，放电模式稳定，能产生长度为400-800mm的连续均匀等离子体，意味着能够在处理大尺寸产品时能够有更高的清洗效率，例如一些大尺寸的玻璃就非常适合用线性宽幅等离子清洗机进行清洗。