14105.非對稱dbd放電空間結(jié)構(gòu)識別及丙綸改性研究

1、碩士學(xué)位論文非對稱非對稱DBDDBD放電空間放電空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)識別及丙綸改性研究識別及丙綸改性研究ResearchonAsymmetricDBDDisgeSpaceStructureIdentificationPolypropyleneModification作者姓名：羅朋振學(xué)科、專業(yè)：電工理論與新技術(shù)學(xué)號：21413036指導(dǎo)教師：魯娜副教授完成日期：2016年6月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連

2、理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要介質(zhì)阻擋放電(DBD)能在常溫常壓下生成穩(wěn)定的低溫等離子體，當(dāng)前已被大量應(yīng)用于臭氧產(chǎn)生、材料表面處理、氣體流動控制等諸多領(lǐng)域。在常溫常壓下DBD放電大多以絲狀放電為主，而在材料表面改性等領(lǐng)域往往要求放電空間具有較高的均勻性。因此在實際工業(yè)應(yīng)用中，提高及評價放電空間的均勻程度一直是研究者關(guān)注的熱點及難點問題。關(guān)于如何提高放電空間的均勻度，研究者通常從以下方面著手：1、利用惰性氣體作為氣體介質(zhì)；2、讓放電在低氣壓環(huán)

3、境下進行；3、以非對稱DBD結(jié)構(gòu)作為等離子體產(chǎn)生源。與嚴格意義上的ns量級時間范圍內(nèi)不存在任何絲狀放電通道的均勻放電不同，在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，并非一定局限于這種理論定義上的均勻放電。反而更加實用的是由眾多絲狀通道相互融合所形成的近似均勻的放電，因此也引出了放電空間結(jié)構(gòu)識別及均勻程度的評價等難題。關(guān)于DBD放電空間的識別，常用手段有：1、電氣參數(shù)測量；2、ICCD相機高速攝像；3、數(shù)字圖像處理技術(shù)。本文以非對稱DBD為研究對象，通過ICC

4、D高速攝像技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)分別對針—平板、篩網(wǎng)—平板DBD進行放電空間的識別研究，并選取篩網(wǎng)—平板DBD結(jié)構(gòu)對丙綸進行表面處理。所取得的成果如下：利用ICCD高速攝像技術(shù)結(jié)合電氣參數(shù)測量手段對不同氣體介質(zhì)下非對稱針—平板DBD的放電空間結(jié)構(gòu)進行研究。發(fā)現(xiàn)在大氣壓條件下，氣隙距離為12mm時，針—平板DBD在不同的氣體介質(zhì)中會存在不同的放電空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)氣體介質(zhì)為氬氣，放電電壓為4kV時，放電電壓的正半周期表現(xiàn)為絲狀放電結(jié)構(gòu)，在電壓的

5、負半周期放電通道呈現(xiàn)為分層結(jié)構(gòu)，為類輝光放電形式；當(dāng)氣體介質(zhì)為氮氣，放電電壓為12kV時，放電為電暈放電形式，僅針電極附近存在發(fā)光亮點。當(dāng)放電電壓升高到15kV，放電電壓的正、負半周期會呈現(xiàn)不同的放電空間結(jié)構(gòu)，正半周期為絲狀放電結(jié)構(gòu)，負半周期呈現(xiàn)類輝光分層空間結(jié)構(gòu)。在空氣條件下，放電電壓為12kV時，存在和氮氣條件下相似的電暈放電，而當(dāng)放電電壓為15kV時，在整個周期只表現(xiàn)出絲狀放電空間結(jié)構(gòu)。提出利用圖像處理技術(shù)中常用的灰度直方圖(GL

6、H)、傅里葉能量譜(FES)對篩網(wǎng)—平板DBD進行放電空間結(jié)構(gòu)識別研究，并運用表示圖像灰度u(xy)離散程度的CV值對放電空間的均勻度進行定量評價。實驗過程中發(fā)現(xiàn)在空氣、氮氣條件下，篩網(wǎng)—平板DBD放電空間會出現(xiàn)周期性放電結(jié)構(gòu)向絲狀放電結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。周期性放電的灰度頻率分布圖呈類單高斯分布，但存在一個頻率極大的異常灰度值，傅里葉能量譜表現(xiàn)為具有一定空間周期的規(guī)則結(jié)構(gòu)。當(dāng)放電電壓增高到15kV時，絲狀通道會發(fā)生相互融合，呈現(xiàn)絲狀放電空間結(jié)構(gòu)