中文名 | 等離子技術 | 特????點 | 利用等離子體獲得高溫熱源 |
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應????用 | 化學工業(yè) | 屬????性 | 一系列的反應過程 |
主要特點為:
①等離子體中具有正、負離子,可作為中間反應介質(zhì)。特別是處于激發(fā)狀態(tài)的高能離子或原子,可促使很多化學反應發(fā)生。
②由于任何氣態(tài)物質(zhì)均能形成等離子體,所以很容易調(diào)整反應系統(tǒng)氣氛,通過對等離子介質(zhì)的選擇可獲得氧化氣氛、還原氣氛或中性氣氛。
③等離子體本身是一種良導體,所以能利用磁場來控制等離子體的分布和它的運動,這有利于化工過程的控制。
④熱等離子體提供了一個能量集中、溫度很高的反應環(huán)境。溫度為104~105℃的熱等離子體是地球上溫度最高的可用熱源。它不僅可以用來大幅度地提高反應速率,而且還可借以產(chǎn)生常溫條件下不可能發(fā)生的化學反應。此外,熱等離子體中的高溫輻射能引起某些光電反應。
①以熱等離子體制備乙炔、硝酸、聯(lián)氨和炭黑等產(chǎn)品。
②用熱等離子技術合成高溫碳化物、氮化物和硼化物,如碳化鎢、氮化鈦等。
③用熱等離子技術制備超細粉末,如0.01~1μm的三氧化二鋁、二氧化硅和氮化硅粉末。
④冷等離子體中的聚合薄膜的形成或清洗,如半導體工業(yè)中的氧化硅膜。
⑤在冷等離子體中實現(xiàn)材料表面改性,如離子氮化、滲碳等工藝。
⑥等離子體技術應用于油氣田生產(chǎn),可進行深部解堵。
等離子體是指處于電離狀態(tài)的氣態(tài)物質(zhì),其中帶負電荷的粒子(電子、負離子)數(shù)等于帶正電荷的粒子(正離子)數(shù)。通常與物質(zhì)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)并列,稱為物質(zhì)第四態(tài)。通過氣體放電或加熱的辦法,從外界獲得足夠能量,使氣體分子或原子中軌道所束縛的電子變?yōu)樽杂呻娮?,便可形成等離子體。
等離子體在化學工業(yè)中的真正應用是在20世紀50年代以后。聯(lián)邦德國赫斯和赫司特化工廠于50年代成功地從甲烷和其他烴類在氫等離子體中熱解制取乙炔。此后,美國、蘇聯(lián)和日本都相應地建造了等離子體制乙炔的實驗工廠。此法流程簡單,對原料適應性強,但電耗偏高,限制了它的大規(guī)模推廣。60年代,美國離子弧公司以鋯英砂為原料在直流電弧等離子體中一步裂解制備氧化鋯。70年代末,中國以硼砂和尿素為原料,在直流電弧等離子體中制備高純六方氮化硼粉,該法具有產(chǎn)品純度高、成本低、工藝流程簡單等優(yōu)點。此外,還可利用等離子技術生產(chǎn)二氧化鈦。
低溫等離子體技術應用范圍廣,氣體的流速和濃度對于氣態(tài)污染物治理技術應用來說是兩個非常重要的因素。生物過濾和燃燒技術能應用于較高濃度范圍,但卻受氣體的流速所限。而低溫等離子體技術對氣體的流速和濃度都有一...
等離子體隱身技術的原理是利用電磁波與等離子體互相作用的特性來實現(xiàn)的,其中等離子體頻率起著重要的作用。等離子體頻率指等離子體電子的集體振蕩頻率,頻率的大小代表等離子體對電中性破壞反應的快慢,它是等離子體...
國內(nèi)外企業(yè)利用低溫等離子體技術在環(huán)保方面開發(fā)出了“低溫等離子體有機廢氣凈化設備”、“低溫等離子體廢水凈化設備”及“低溫等離子體汽車尾氣凈化技術”。1、低溫等離子體在保鮮、殺菌、除臭等方面產(chǎn)品開發(fā),目前...
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文章研究用脈沖電暈等離子技術治理公路施工中的瀝青煙。通過調(diào)整有效放電長度和停留時間,選用催化劑G,使瀝青煙的凈化效率達到92.9%以上。用GC/MS對凈化產(chǎn)物分析發(fā)現(xiàn):有機大分子物質(zhì)消失,小分子量的物質(zhì)增加,可以斷定瀝青煙分子參與了等離子化學反應而被氧化成CO和CH4等其它小分子物質(zhì)。脈沖電暈等離子技術凈化瀝青煙能量消耗小,效率高,是非常經(jīng)濟實用的。
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DLP 背投、等離子顯示器、液晶顯示器、 LED顯 示屏技術對比 顯示技術發(fā)展到今天, 可謂是百家爭鳴、 各有所長,特別是背投(DLP)、等離子(PDP)、 液晶( LCD)、LED顯示屏的相續(xù)推出,向人們提供了對比選擇的空間。毫無疑問,更大、更 薄,更先進是技術發(fā)展的方向,對于拼接幕墻(電視墻),也從傳統(tǒng)的 CRT向背投、等離子、 液晶發(fā)展。那么,背投、等離子和液晶那一種更有技術優(yōu)勢,到現(xiàn)在的 LED顯示屏技術的普 及,又給背投( DLP)、等離子( PDP)、液晶( LCD)帶來了更大的競爭力,更能滿足各種應 用場所的需要!我們認為 LED顯示屏將能更好的滿足應用需求,這也正是本文將要向您闡述 的,我們將列出背投、等離子與液晶、 LED四種顯示方式的技術原理,并會分析在幾個關鍵 指標上它們各自的優(yōu)缺點,以及 LED顯示屏所具有的優(yōu)勢。 目前大規(guī)模屏幕拼接墻有四種: DLP 背投、等離
大氣壓等離子清洗機大氣壓輝光等離子技術的特點
1.corona plasma、glow plasma and arc plasma
按照等離子的產(chǎn)生原理來區(qū)分,現(xiàn)在等離子技術可以分為corona(科羅娜)、glow(輝光)、arc (電弧)plasma 三種類型。對于不同的類型,均發(fā)展出相關的應用。
為了對上述三種等離子類型有一個更直觀的認知,我們通常采用直流電源作為激發(fā)能源構建等離子模型。不同的等離子技術專家與科研機構所構建的模型大同小異。在此,我們以美國普林斯頓等離子物理實驗室的模型(Structure of a Glow Discharge)作為參考。如右圖所示,X坐標軸表示電流值,Y坐標軸表示電壓值。等離子是隨著電壓與電流的增加而產(chǎn)生并變換狀態(tài)與特性。
圖中豎線將plasma曲線主要分為三段,從左至右依次是corona plasma,glow plasma,,arc plasma.
1.1 Corona 等離子,也稱電漿。
通常采用空氣或者氮氣(N2)作為發(fā)生氣體。特點是氣體的需求量非常高,使用氮氣時一般需要配備專門的大功率氮氣發(fā)生器,工業(yè)上常用RF射頻作為激發(fā)能源,頻率在40KHZ左右。等離子工作形態(tài)以炬式較為常見(產(chǎn)品如右圖),條狀放電模式使得表面處理后均勻性不高。設備工作過程中會產(chǎn)生超標的臭氧與氮氧化物等對人體有害的氣體,必須要配套廢氣排放系統(tǒng)一同工作。因為上述特性,Corona 等離子主要適用于對處理效果要求不高,并且后續(xù)運行成本低的行業(yè)(可使用空氣),比如紡織業(yè)等。
1.2 Glow 等離子。
主要分為兩種方式,即腔式與大氣壓式,此兩種等離子技術均為直接式等離子。
腔式Glow等離子的特點是需要一個封閉的腔體,電極內(nèi)置于真空腔體中,工作時首先用真空泵將腔體內(nèi)空氣吸出形成類真空環(huán)境,然后等離子在整個腔體中形成并直接對在內(nèi)的材料進行表面處理。此種腔式等離子的處理效果要優(yōu)于corona 等離子。后續(xù)運行成本較高,主要原因是其真空泵連續(xù)工作的功耗較大。另外設備工作時在真空環(huán)節(jié)需要的時間較多,對采用自動化生產(chǎn)線及要求處理效率的工業(yè)領域來說,局限性較明顯。
另一種大氣壓Glow(輝光)式等離子技術。RF射頻作為激發(fā)能源,工作頻率是13.56MHZ。采用氬氣(Ar)作為發(fā)生氣體,氧氣或者氮氣作為反應氣體。該技術的特點是: 1. 均勻度高。大氣壓等離子是輝光式的等離子幕,直接作用于材料表面,實驗證明,同一材料不同位置的處理均勻性很高,這一特性對于工業(yè)領域進行下一環(huán)節(jié)的貼合、邦定、涂布、印刷等制程十分重要。
2. 效果可控。大氣壓等離子有三種效果模式可選。一是選用 氬氣/氧氣 組合,主要面向非金屬材料并且要求較高的表面親水效果時采用,比如玻璃,PET Film等。 二是選用 氬氣/氮氣 組合,主要面向各種金屬材料,如金線、銅線等。因氧氣的氧化作用,替換為此方案中的氮氣后,該問題可以得到有效控制。三是只采用氬氣的情況,只采用氬氣也可以實現(xiàn)表面改性,但是效果相對較弱。此為特殊情況,是少數(shù)工業(yè)客戶需要有限而均勻的表面改性時采用的方案。
3. 安全易用。大氣壓式等離子,也是低溫等離子,不會對材料表面造成損傷,例如對方阻值敏感的ITO Film材質(zhì)亦可處理。無電弧,無需真空腔體,也無需廢氣排放系統(tǒng),長時間使用并不會對操作人員造成身體損害。
4. 面積寬大。大氣壓等離子最大可以處理2m寬的材料,可以滿足現(xiàn)有多數(shù)工業(yè)企業(yè)的需求。
5. 成本低廉。大氣壓等離子設備功耗低,運行成本以氣體為主。以主要消耗氣體氬氣為例,同corona等離子氣體消耗量相比不足其1/20.
1.3 Arc等離子
Arc等離子技術通常應用于等離子切割機,主要是金屬的切割。可以搭配的工作氣體種類較多,如氬、氧、氮、氫、水蒸氣、空氣、混合氣體等。其等離子電弧的溫度可以高達15000°~30000°。 等離子弧切割是利用極細、高溫、高速的等離子電弧的熱量來熔化進而切割金屬器件,特點是切割快速,熱影響區(qū)小,切割面平滑。
我們在工業(yè)應用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進行表面連接的時候會出現(xiàn)粘接困難的問題,這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的,這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(tài)下進行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至無法進行。那么,今天說說等離子技術在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機理。
有些工藝用一些化學藥劑對這些橡塑表面進行處理,這樣能改變材料的粘接效果,但這種方法不易掌握,化學藥劑本身具有毒性,操作非常麻煩,成本也較高,而且化學藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。
利用等離子技術對這些材料進行表面處理,在高速高能量的等離子體的轟擊下,這些材料結構表面得以最大化,同時在材料表面形成一個活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進行印刷、粘合、涂覆等操作。應用等離子技術對橡塑表面處理,其操作簡單,處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生,處理效果好,效率高,運行成本低。
等離子技術在橡膠、塑料行業(yè)的應用:
等離子表面處理技術的應用領域包括橡膠、復合材料、玻璃、布料、金屬等,涉及各行各業(yè),這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑料領域一些行業(yè)的具體應用。
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2.1處理對象
(1)非金屬材料,各種PET,PMMA,ITO film,Ceramic,Glass,Polymer等
(2)金屬材料,各種金屬線纜,PCB,FPCB,Lead frame等。
2.2應用領域
(1)LCD
(2)LED/OLED
(3)Touch Panel
(4)Solar Cell
(5)Semiconductor
(6)Optics
(7)Medical