低溫等離子體
用于材料制備和表面處理的等離子體一般都是由氣體放電產(chǎn)生的,如果按放電所用電源的不同,低溫等離子體源可以分為:直流放電低溫等離子體源,交流放電低溫等離子體
源和微波放電低溫等離子體源。由于每一種源又可以根據(jù)電極(能量耦合的天線)的形狀不同而分為不同的類型,每種類型的等離子體源都有其最合適的應(yīng)用領(lǐng)域。
1.直流放電等離子體
直流放電是研究最早的一種放電,理論相對較成熟,其中可以用于產(chǎn)生低溫等離子體的低氣壓直流輝光放電理論最成熟,有湯生理論,帕邢定律和流注理論。而直流放電低溫
等離子體源,主要就是在低氣壓下對兩平行電極上施加直流電壓,形成低氣壓直流輝光放電而產(chǎn)生低溫等離子體,其實(shí)直流放電形式多樣,不過產(chǎn)生低溫等離子體的最常用就
是低氣壓直流輝光放電,也可以說成是經(jīng)典放電模式。
2.交流放電等離子體
高頻放電等離子體源
這里指的高頻是交流的50Hz~10kHz,這種頻率下的交流放電其實(shí)和直流湯生放電模式很類似,高頻逆變電源的優(yōu)點(diǎn)是電壓可以達(dá)到10KV以上。對表面存在絕緣材料的電
極加大電壓時,放電可以重新開始,不過這時已經(jīng)不是湯生放電模式,而是電暈放電模式,此時的放電也可以稱為介質(zhì)阻擋放電。不過在低氣壓下,介質(zhì)阻擋放電雖然可
以維持放電,但與射頻放電相比,放電效率比較低,不過它的優(yōu)點(diǎn)是可以在大氣壓維持放電,并產(chǎn)生低溫等離子體,這與低氣壓產(chǎn)生低溫等離子體相比,可以免去很復(fù)雜
和昂貴的真空系統(tǒng)。
高氣壓介質(zhì)阻擋放電一般是在電極間加上10KV左右的交流電(頻率為50Hz~10kHz),便會在很短的時間里出現(xiàn)時有時無的微小放電柱(直徑約為0.1mm,放電脈沖寬度約
為數(shù)十納秒,電子密度約為1020 m?3)
之所以會出現(xiàn)這樣的重復(fù)脈沖放電現(xiàn)象,是因?yàn)榻橘|(zhì)起到了妨礙放電的阻礙作用,也就是說介質(zhì)是絕緣物,在電場的作用下其表面會積累電子或離子,而這種帶電產(chǎn)生的電場
會抵消外加電場,故放電在短時間內(nèi)消失。接下來由于復(fù)合而使面電荷消失,再次開始電離,就這樣不斷地重復(fù)這一周期過程。這里,介質(zhì)對于防止電暈放電發(fā)展成流注放電
或電弧放電起著重要地作用??闯?,介質(zhì)阻擋放電裝置完全可以用于絕緣材料的表面處理。
PLUTO等離子清洗機(jī)