基于輝光放電二維模型數(shù)值模擬及實驗的玻璃清洗研究.pdf

1、真空玻璃的優(yōu)點很多，但至今仍未實現(xiàn)普及，這與玻璃表面的氣體吸附與放氣密不可分。傳統(tǒng)的加熱方法不能滿足對大面積玻璃清洗的要求，采用在真空環(huán)境中用等離子體對玻璃表面進行轟擊清洗的方法，可以得到干凈、含氣量少的玻璃表面，提高了真空玻璃的質(zhì)量和壽命，因此該方法具有很好的研究和應(yīng)用前景。
　　現(xiàn)階段關(guān)于等離子體清洗的研究局限于微電子、平板電腦顯示器等行業(yè)，對大面積的建材玻璃清洗的研究幾乎空白。本文從玻璃清洗設(shè)備放電結(jié)構(gòu)的設(shè)計出發(fā)，利用COM

2、SOL Multiphysics軟件，建立數(shù)學(xué)模型和幾何模型，以相對簡單的放電清洗結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，用一種經(jīng)過修正的流體模型，針對放電電極帶電的正負、工作電壓、工作氣壓等工藝參數(shù)進行了模擬，分析了等離子體的特性對玻璃清洗的影響。通過模擬得到等離子體密度分布云圖、電子溫度云圖、離子流密度曲線等結(jié)果。比較模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):放電電極帶負電清洗效果要好于電極帶正電，其原因是電極帶負電時可以充分利用玻璃的懸浮電位，電子和正離子同時完成清洗且清洗過程可連續(xù);

3、隨著放電電壓的增加，荷電粒子的能量增加，但是由于電場變強，電極對正離子的吸引力增大，導(dǎo)致離子流密度不均勻，綜合考慮后選出最優(yōu)工作電壓為-1000V;隨著工作氣壓的增加等離子體離化率增加，但由于碰撞增多導(dǎo)致荷電粒子能量降低，綜合比較后選擇最優(yōu)工作氣壓為8Pa。
　　本文中，還對玻璃清洗的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了模擬分析，包括電極的截面形狀，電極與玻璃之間的距離h、工作室寬度H、電極之間的距離L、電極的排列形式等。其中對清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)的

4、優(yōu)化設(shè)計基于正交試驗，通過按照正交表進行的模擬得到一組最優(yōu)的參數(shù)組合，即:h=12.5mm，H=35mm、L=25mm，理論分析其原因為這組參數(shù)工作室寬度比其余組小，在四個角落被電離的氬離子距最外側(cè)的電極較近，受外側(cè)電極的引力距離短，氬離子依靠初速度會沖過外側(cè)電極吸引到達玻璃中間區(qū)域，因此玻璃的清洗效果會更好。這組參數(shù)對玻璃清洗設(shè)備的設(shè)計與真空玻璃生產(chǎn)線的設(shè)計具有重要的指導(dǎo)的意義。通過模擬發(fā)現(xiàn)電極截面形狀為圓形的清洗效果要好于電極截面形

5、狀為方形時;電極雙排排列清洗效果要好于電極單排排列。這些結(jié)果都將對清洗設(shè)備的改進起到促進作用。
　　本文在優(yōu)化得到的結(jié)果的基礎(chǔ)上，進行了相似設(shè)備的實驗驗證。實驗結(jié)果表明清洗工作電壓為-1000V時，清洗過的玻璃表面十分干凈平整;工作電壓為-1500V時，清洗過的表面也很干凈，但會導(dǎo)致玻璃表面產(chǎn)生濺射凹坑使得玻璃表面不平整，不利于下道工序鍍膜的進行。后又在計算機中針對實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行建模模擬，模擬結(jié)果為電壓為-1500V時電子能量