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等离子体射流源处理材料表面研究(2)
2006年8月8日 9:13  
2.2实验过程

将氩气和其他反应气体混合物馈入两个套管之间的环形空间,使用石英作为介质绝缘层产生介质阻挡放电,宏观上在两个电极之间产生柔和的辉光且均匀无明显起弧。将气体以流速11slpm馈入两个套管之间的环形空间,等离子体由喷嘴喷出装置,在装置外,气体处于通常的大气压下。高分子材料聚丙烯(晴纶)置于放电装置喷嘴附近,用前得到的大气压下的低温等离子体对其进行处理,采用不同的实验条件分别处理,观察其亲水性的处理效果。聚丙烯材料的亲水性即接触角的大小与放电等离子体所用的气体种类、处理时间、气体压力、样品温度、放电功率、气体流速等多种因素有关[1]。在本文中控制其他因素,仅改变气体种类、气体含量比例以及放电时间三个变量,观察处理效果。具体实验条件见下

表2-1 实验条件

三、结果与分析

以氩气作为工作气体,得到稳定的放电,放电装置中的等离子体呈均匀的乳白色,加大气体流速可将等离子体吹出石英管约1cm左右,如图3-1所示。


图3-1 射频等离子体放电效果图

3.1 射频等离子体放电光谱分析

仅以氩气作为工作气体,等离子体的光谱如图3-2,


图3-2 氩气放电光谱图

在电压4000V的条件下对氩气和0.1%的氧气放电进行光谱扫描,如下图3-3(a)在相同条件下对氩气和0.2%的氧气放电进行光谱扫描,如下图3-3(b)


(a) (b)
图3-3 不同流量的氧气与氩气混合气体放电发射光谱图

由图中可以看出大部分谱线相同,图3-3(b)中Ar的谱线强度较高,且O(777)的谱线强度较高。

在电压5360V的条件下对氩气和0.1%的氧气放电进行光谱扫描,如图3-4(a),在相同条件下对氩气和0.2%的氧气放电进行光谱扫描,如图3-4(b)


(a) 氩气和0.1%的氧气放电 (b)氩气和0.2%的氧气放电
图3-4 不同流量的氧气与氩气混合气体放电发射光谱图

由图中可以看出大部分谱线相同,图3-4(b)中Ar的谱线强度较高,且O(777)的谱线强度较高。比较图3-3和图3-4,我们可以得出当提高放电强度,所有谱线强度均增强。
 
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