CN1306384A - 一种大气压放电表面等离子体源 - Google Patents

Abstract

一种大气压放电表面等离子体源,属于等离子体科技领域,具有脉冲电源(1)、板状电极(2)及覆盖其上的电介质(3)和具有空间间距相互隔开的另一个电极,电介质(3)与另一个电极之间的空间内有工作气体(5),特征在于:另一个电极为裸露的网状电极(4);有益之处在于:能在其裸露的网状电极(4)的外侧面,产生稳定、均匀的表面等离子体(8),且表面等离子体(8)的形状可以随电极形状而变化,能进一步拓宽等离子体技术的应用范围,提高其应用效果。

Description

一种大气压放电表面等离子体源

本发明属于等离子体科技领域，涉及一种大气压放电表面等离子体源。

放电等离子体源从总体上说有两类：一是真空放电类，如：辉光放电、微波放电等；二是大气放电类，如：电晕放电，介质阻挡放电等；还有其他分类方法：按工作气体冷热，分为冷、热等离子体；按等离子体电子温度高低，分为高、低温等离子体，并分别具有不同特点和性能，应用也各不相同；就大气放电等离子体而言，现有技术中主要有两种：一种是介质阻挡放电等离子体源，其放电装置为：具有一定空间间距的两个平板电极，并且至少有一个电极需被电介质所复盖，其放电产生不均匀、不稳定的等离子体，并且仅局限于两个平板电极之间的空间内，不能形成裸露在电极外侧的表面等离子体，因此其应用有一定的局限性；另一种是大气辉光放电表面等离子体，其放电装置为：有一个平板电极，其上复盖电介质，另有一个成组条状电极贴在电介质的另一侧面上，两个电极以电介质为界，不存在空间间距，其放电产生等离子体，仅发生在条状电极两侧，并形成不均匀的表面等离子体，但这种装置产生的表面等离子体以电介质为背景，容易因碰撞电介质而熄灭，因此，其表面等离子体密度的增加受到限制，其应用也有较大的局限性。

本发明的目的在于：提供一种大气压放电表面等离子体源，在其不允许被电介质复盖的网状电极的外侧面，产生稳定、均匀的表面等离子体，它既能克服电晕放电等离子体源(具有丝状电极)和介质阻挡放电等离子体源存在的等离子体不均匀、密度低，并且仅发生在两个电极之间的空间内的缺陷，也能克服大气辉光放电表面等离子体源存在的不均匀、电离度底的缺陷，能进一步拓宽等离子体技术应用范围，提高其应用效果。

本发明的具体方案如下：

一种大气压放电表面等离子体源。具有脉冲电源1、板状电极2及复盖其上的电介质3和具有空间间距相互隔开的另一个电极，电介质3与另一个电极之间的空间内有工作气体5，其特征在于：另一个电极为裸露的网状电极4，在电介质3与网状电极4之间的空间内，有等离子体6，在网状电极4的外侧面有均匀的表面等离子体8，且表面等离子体8的形状可以随电极形状而变化。

本发明的有益之处在于：能克服现有技术中存在的不足，在其不允许被电介质复盖的网状电极4的外侧面，产生稳定、均匀的表面等离子体8，且表面等离子体8的形状可以随电极形状而变化，能进一步拓宽等离子体技术的应用范围，提高其应用效果。

附图1、本发明的等离子体源结构示意图；

附图2、本发明的等离子体源电极呈弧形结构示意图；

附图3、本发明的等离子体源电极呈波形结构示意图；

附图4、介质阻挡放电等离子体源结构示意图；

附图5、大气辉光放电表面等离子体源结构示意图；

实施例：结合附图进一步说明如下：

如附图1、2和3所示，板状电极2和相应的电介质3及网状电极4，可以呈平面形、弧形或波形。网状电极4上具有均匀、密布的网孔7，网孔7的孔径可以相同或不相同，孔径越小、孔密度越高，则越有利于增加表面等离子体8的密度、均匀性和稳定性。当脉冲电源1施于两电极上的电压，在其所处的放电条件(电极间距和气压)下，所形成的电场强度高于相应气压条件下的击穿电场强度时，则在电介质3与网状电极4之间的空间内发生放电并产生不均匀的等离子体6，与此同时，由于网孔7的存在，在网状电极4的外侧面，由于感应电场而形成一层等离子体，沿网状电极4的外表面均匀分布，根据不同放电参数，其厚度为2-4mm，即为表面等离子体8。

如附图4所示，介质阻挡放电等离子体源的两个电极中，有一个被电介质3复盖的平板电极2，另一个是没有被复盖的平板电极9，等离子体6产生并仅限于电介质3和另一个平板电极9之间的空间内。

如附图5所示，大气辉光放电表面等离子体源的两个电极，有一个是被电介质3复盖的平板电极2，另一个是贴在电介质3的另一侧面上的成组条状电极10，等离子体11产生在条状电极10的两侧。

本发明的应用实例：对于导电粉末，如炭黑，炭黑是制做油墨的主原料，在制墨过程中，炭黑在连结料中分散性越好，油墨质量越高，提高其分散性的关键因素是提高炭黑表面含氧基团的数量。用化学法对其改性处理增加其表面含氧基团，工艺复杂且难度大，用辉光放电等离子体技术处理成本高，且需时间很长，达4-5小时，效率太低，难以工业化实施；用介质阻挡放电等离子体技术处理，因其电极间放电产生的等离子体不均匀、不稳定，造成炭黑粉末到处乱飞，以至损坏电极，因而无法进行；用本发明处理只需以平面式传送带携炭黑沿表面等离子体8定速通过，经2-3分钟处理，其表面含氧基团大幅增加，PH值成倍下降，用其制做的油墨质量大大提高。用等离子体处理后的炭黑所制的油墨，与用未经等离子体处理的炭黑制的油墨相比较，其流动度由33.3提高到35，提高4.5％；光泽由48.65提高到56，提高11％；密度由1.74提高到1.87，提高7.4％；着色力由100提高到110，提高10％。

Claims (4)

1、一种大气压放电表面等离子体源，具有脉冲电源(1)、板状电极(2)及复盖其上的电介质(3)和具有空间间距相互隔开的另一个电极，两个电极之间的空间内有工作气体(5)，其特征在于：另一个电极为裸露的网状电极(4)，在电介质(3)与网状电极(4)之间的空间内有等离子体(6)，在网状电极(4)的外侧面有均匀的表面等离子体(8)，且表面等离子体(8)的形状可以随电极形状而变化。

2、根据权利要求1所述的一种大气压放电表面等离子体源，其特征在于：板状电极(2)和相应的电介质(3)及网状电极(4)，可以呈平面形、弧形或波形。

3、根据权利要求1或2所述的一种大气压放电表面等离子体源，其特征在于：网状电极(4)上具有均匀密布的网孔(7)。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种大气压放电表面等离子体源，其特征在于：网状电极(4)上具有孔径相同或不相同的网孔(7)。

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