我們真正對(duì)大氣壓放電進(jìn)行系統(tǒng)的研究是在近幾十年,這是因?yàn)榇髿鈮旱入x子體在工業(yè)中具有無(wú)與倫比的現(xiàn)實(shí)及潛在的應(yīng)用價(jià)值,直接刺激了各國(guó)科學(xué)家的研究熱忱,使大氣壓等離子體技術(shù)和理論得到了迅猛發(fā)展。
介質(zhì)阻擋放電其實(shí)就是指在金屬電極之間插入絕緣介質(zhì)材料后的一種非平衡態(tài)氣體放電形式。而通常介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)的電極是兩個(gè)平行電極,并至少有一個(gè)電極被介質(zhì)材料覆蓋。
為保證放電的穩(wěn)定性,兩電極間距限制在幾個(gè)毫米,且需要正弦或脈沖高壓電源實(shí)現(xiàn)大氣壓放電。根據(jù)放電氣氛、激發(fā)電壓及頻率的不同,兩電極之間會(huì)產(chǎn)生絲狀或輝光等離子體。單根絲狀放電由介質(zhì)表面的微放電或放電帶組成;輝光等離子體產(chǎn)生需要像氮?dú)?、氦氣這類惰性氣體的參與,因?yàn)檫@類氣體可產(chǎn)生具有較高活性的亞穩(wěn)態(tài)粒子和Penning效應(yīng)。
第一種介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)的電極結(jié)構(gòu)比較傳統(tǒng)和常見,如圖1所示,它常用于材料表面改性和臭氧發(fā)生器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,金屬電極可提高放電產(chǎn)生熱量的傳遞速度。
第二種介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)的電極結(jié)構(gòu)見圖2所示,是放電發(fā)生在兩介質(zhì)層間,可避免等離子體直接與金屬電極接觸;同時(shí)雙介質(zhì)層與單介質(zhì)層放電結(jié)構(gòu)相比,等離子體更均勻,放電絲更細(xì)。這種構(gòu)型適用于離化腐蝕性氣體和產(chǎn)生高純等離子體。
第三種介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)的電極結(jié)構(gòu)見圖3所示,它主要用于在同一等離子體發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生不同氣氛的等離子體。
介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)圓柱電極結(jié)構(gòu)如圖4所示,圓柱結(jié)構(gòu)放電系統(tǒng)主要用來產(chǎn)生低溫等離子體炬,實(shí)現(xiàn)對(duì)不規(guī)則的表面進(jìn)行改性。
介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)沿面電極結(jié)構(gòu)如圖5所示,主要用于產(chǎn)生面等離子體,可被用于航空器件的等離子體隱身等方面的應(yīng)用。
而針對(duì)不用的產(chǎn)品和材料,以及不同形狀和處理要求,介質(zhì)阻擋等離子清洗機(jī)電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)有著不同的變化,具體原理較為復(fù)雜,我們將會(huì)在今后的文章中進(jìn)行介紹。