基于等離子體的直接脫墨技術(shù)研究

,答辯人： 指導(dǎo)教師：,目錄 1、噴槍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、裝置組成 3、放電狀態(tài) 4、參數(shù)測量 5、處理實(shí)驗(yàn) 6、結(jié)論,設(shè)計(jì)思路： 由于噴槍中裝有高頻高壓的電極結(jié)構(gòu)需要可靠的絕緣，且需要安排可靠的氣路通道，采用絕緣性、耐高溫、便于加工的聚四氟乙烯塑料作為殼體材料，通過膠水以及連接零件將鋼針以及玻璃管安裝好并且確保氣密性。,1、噴槍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2、裝置組成,箱體采用亞克力有機(jī)玻璃板用302膠水粘合而成，強(qiáng)度高、絕緣性好、有一定韌性。箱體中設(shè)計(jì)有半封閉的高頻高壓電源箱、定位氣路管線、等離子噴槍升降臺(tái)以及固定氣體流量計(jì)基座。,3、放電狀態(tài),通過引流極板施加電場，使等離子體由極板小孔噴出，形成能夠進(jìn)行材料表面處理的等離子炬。 氣量過小會(huì)出現(xiàn)空氣擊穿從而產(chǎn)生大量熱量，氣量過大放電不穩(wěn)定，產(chǎn)生大量細(xì)小電弧。,通過示波器對電源進(jìn)行測量，其頻率為30KHz左右，電壓約為1.53KV。,4、參數(shù)測量,光纖光譜儀測量等離子炬420nm510nm為空氣電離的光譜曲線，700970nm為氬離子體光譜曲線；在圖中可以明顯看出，通過本裝置可以有效生成大量氬等離子體，但仍有少量空氣電離。 700970nm的范圍內(nèi)有多個(gè)波峰，顯示出電壓、頻率不穩(wěn)定導(dǎo)致放電不穩(wěn)定，同時(shí)電極結(jié)構(gòu)的精度低產(chǎn)生電弧也會(huì)影響光譜結(jié)果。同時(shí)420510nm的光譜顯示出了裝置氣密性不好電離過程中混有少量空氣。,在未安裝引流極板的情況下，處理前紙張與水接觸角經(jīng)測量為67.61，處理后由于紙張親水性過強(qiáng)液滴被直接吸入紙張，在CCD電子顯微鏡下可以看到紙張表面填料被破壞，纖維更加明顯，紙張表面更加疏松。,5、處理實(shí)驗(yàn),當(dāng)對于普通打印色塊進(jìn)行處理時(shí)，由于未經(jīng)極板引流生成等離子炬，經(jīng)長時(shí)間處理效果仍不明顯。,PET薄膜表面處理結(jié)果,硅油涂層薄膜處理結(jié)果,在對PET薄膜處理中，其與水的接觸角也發(fā)生了明顯變化，處理10S后親水性明顯提高，接觸角由56.23降至36.87，處理20S以及60S的效果區(qū)別不大均為49左右。 對覆蓋有硅油涂層的塑料薄膜進(jìn)行處理，其接觸角由97.03降為67.77，并且處理時(shí)間加長后處理效果不變。 以上實(shí)驗(yàn)證明氬等離子體對于材料有著明顯的表面活化作用，在短時(shí)間的處理后就產(chǎn)生明顯效果。,6、結(jié)論,（1）通過設(shè)計(jì)制作了三種介質(zhì)阻擋放電形式的等離子噴槍。 （2）通過引流極板實(shí)現(xiàn)了等離子炬的生成。 （3）制作箱體并連接氣路管線，搭建了完整的具有一定可調(diào)節(jié)性的可進(jìn)行表面處理實(shí)驗(yàn)的冷等離子體發(fā)生裝置。 （4）通過示波器、萬用表以及光纖光譜儀檢測了高頻高壓電源以及等離子炬的參數(shù)及光譜，結(jié)果顯示裝置能夠持續(xù)產(chǎn)生密集的有一定純度等離子氣體，參數(shù)較為穩(wěn)定。 （5）進(jìn)行了一系列的表面處理實(shí)驗(yàn)以及被測樣品性能的測試。常壓冷等離子體對與承印物表面有著明顯的活化作用，有一定的物理刻蝕現(xiàn)象；經(jīng)過處理后的