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等离子体应用概述

等离子体应用概述. 童 洪 辉 核工业西南物理研究院. 低温等离子体分类. 热等离子体 ( 平衡 ): 主要由高强度直流电弧与高频感应藕合产生 , 特点 : 电场强度低 --10V/cm, 小 E/p, 热电离 ,Te≈Ti, 粒子碰撞起支配作用 低气压等离子体 : 主要由辉光、微波与电晕放电产生 , 特点 :P≪1 大气压 , 高 E/p,Ti <Te, 先电子在电场中加速再传给重粒子 大气非平衡等离子体 : p~1 个大气压 尘埃等离子体 : 存在颗粒 ~10 微米以下. 应 用 领 域. 核西物院的等离子体应用. 柔性基材镀膜 材料表面处理 危险废物处置

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等离子体应用概述

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Presentation Transcript

  1. 等离子体应用概述 童 洪 辉 核工业西南物理研究院

  2. 低温等离子体分类 • 热等离子体(平衡):主要由高强度直流电弧与高频感应藕合产生,特点:电场强度低--10V/cm,小E/p,热电离,Te≈Ti,粒子碰撞起支配作用 • 低气压等离子体:主要由辉光、微波与电晕放电产生,特点:P≪1大气压,高E/p,Ti<Te,先电子在电场中加速再传给重粒子 • 大气非平衡等离子体:p~1个大气压 • 尘埃等离子体:存在颗粒~10微米以下

  3. 应 用 领 域

  4. 核西物院的等离子体应用 • 柔性基材镀膜 • 材料表面处理 • 危险废物处置 • 纳米粉末制备和球化 • 潜在国防应用探索(隐身,离子推进器) • 配套设备和仪器: 开关电源及数字真空计

  5. 柔性基材镀膜 • 透明导电膜 • 阳光控制膜-隔热膜 • 低辐射率膜 • 高反射膜 • 防静电减反膜 • 透明高阻隔膜 • ………..

  6. 防划层 PET基材 镀膜层 压敏胶 防粘剂 PET防粘基膜 阳光控制膜-隔热膜要求:高紫外线阻隔,高可见光透过,高红外线反射 结构 单层PET膜结构体系（一类隔热膜）

  7. 防划层 PET保护膜 粘接剂 镀膜层 PET基材 压敏胶 防粘剂 PET防粘基膜 双层PET膜结构体系（另一类隔热膜）

  8. 常见的镀膜层材料与结构: 中频磁控溅射镀膜。 TiO2 CrNi Ag TiO2 PET Al,SS PET 单金属层,膜厚几十纳米; 低透 多层复合膜层, 总膜厚几十纳米; 高透

  9. 技术关键之一是镀膜要求高度均匀:膜厚均匀性好于98%技术关键之一是镀膜要求高度均匀:膜厚均匀性好于98% • 靶自身:磁场,靶材,端头效应,冷却 • 基材:线速度,平行度,放气 • 外部环境:真空,电源 尺寸:100×1800×2 mm 放电

  10. 金属Ti膜,横向不均匀性小于2%

  11. PEM控制氧化物膜沉积

  12. 卷绕镀膜机结构示意

  13. 材料表面处理 • 等离子体增强渗氮或碳氮共渗 • 离子注入 • 微弧氧化 • 等离子体辅助沉积薄膜 • 离子镀膜 • 等离子体渗注镀复合表面强化

  14. 各型离子源(气体,金属,低能)

  15. 各类等离子体源

  16. 各类注入机. 镀膜机

  17. 典型零部件

  18. 等离子体危险废物(低放)处理系统:减容,无害化等离子体危险废物(低放)处理系统:减容,无害化 • 系统组成单元： • 预处理 • 进料 • 等离子体发生器 • 热解/熔融 • 尾气净化 • 冷却固化 • 控制系统 • 其它辅助系统 1 废物送料器 6 二燃室 11 催化脱硝 2 玻璃形成剂送料器 7 换热器 12 HEPA滤器 3 其它废物送料器 8 急冷与半干洗净 13 引风机 4 物料混合器 9 袋滤器 14 烟囱 5 等离子体反应炉 10 吸收塔 15 等离子体炬

  19. 纳米粉末制备和球化 TiO2,SiO2等 WC微粒

  20. 配套设备和仪器:开关电源 • 逆变电弧电源 • 逆变偏压电源 • 逆变磁控电源 • 逆变中频电源 • 等离子体炬电源 • 高压脉冲电源 • ECR专用电源

  21. 数字真空计 • 电阻型 • 热偶型 • 电离型 • 复合型 • 电容薄膜型

  22. 小 结 随着对等离子体认识的深入和技术进步,低温等离子体将在更多领域获得工业应用, 前途无限﹗

  23. 谢 谢！

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