大氣壓He/CF4脈沖介質阻擋放電參數效應研究

郭文強, 陳歆羨, 吉 杰

(上海電力大學 電氣工程學院, 上海 200090)

大氣壓非熱平衡等離子體具有化學活性高、溫度低以及無需真空系統等顯著特點,被廣泛地應用于等離子體刻蝕[1]、表面改性[2-5]以及環境保護[6-8]等領域。近年來,聚合物的表面改性多采用氟碳化合物等離子體,其中,CF4因具有無毒、化學穩定性好等優點,常被用作活性粒子源[9]。但CF4的擊穿場強較高,為了在大氣壓下放電,CF4通常與He、Ar等惰性氣體混合產生等離子體[10-12]。He具有較低的點火電壓,且可以利用高能量、長壽命的亞穩態氦原子促進CF4電離[9]。因此,He/CF4等離子體是一種進行表面改性的有效方法。

為提高絕緣材料的表面耐電強度,CHEN S L等人[11]采用He/CF4大氣壓等離子體射流(Atmospheric Pressure Plasma Jet,APPJ)處理環氧樹脂(Epoxy epoxide,EP)樣品,從APPJ的放電特性和EP樣品的表面特性分析出物理和化學效應共同導致了表面耐電強度的提高。文獻[13]利用電學和光譜表征對He/CF4等離子體進行了系統研究,發現He/CF4APPJ在不同的工作參數下表現出3種放電模式,并認為外加電壓是引起放電模式轉換的主要原因。為了系統地了解改性材料表面性能的物理和化學變化,CHEN S L等人[9]又研究了不同影響因素(等離子體輻射時間、CF4濃度和外加電壓)對樣品性能的影響。在實際的應用中,放電結構參數的變化會改變介質阻擋放電的特性,但已有文獻僅對相應特性的外部表現進行了研究,并未涉及放電結構參數對He/CF4等離子體內部粒子的影響。因此,探究He/CF4等離子體內部粒子的變化機理可以為進一步的應用提供堅實的理論基礎。……