紡織材料表面改性大氣壓輝光放電液相沉積關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣體放電等離子體技術(shù)在材料、微電子、化工、機(jī)械及環(huán)境保護(hù)等眾多學(xué)科領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是，由于真空狀態(tài)下的氣體等離子體放電，存在著操作系統(tǒng)工藝復(fù)雜、難以連續(xù)化生產(chǎn)、設(shè)備造價(jià)高等問題。因此，大氣壓下的輝光放電等離子體技術(shù)已逐漸成為研究的熱點(diǎn)。雖然，大氣壓下的輝光放電具有較高的電子能量水平、且不需要真空系統(tǒng)，但是，實(shí)際應(yīng)用還有一些關(guān)鍵技術(shù)，如大氣壓輝光放電液相沉積工藝系統(tǒng)、微觀薄膜沉積過程作用機(jī)理、

2、等離子體放電電源參數(shù)等與改性材料關(guān)聯(lián)問題，有待于進(jìn)一步研究探討。本文針對紡織材料表面改性問題，在調(diào)查國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了“紡織材料表面改性大氣壓輝光放電液相沉積關(guān)鍵技術(shù)的研究”課題。 本論文共分七章，具體研究內(nèi)容如下： 第一章，概論。本章先后論述了課題來源、研究目的和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，關(guān)鍵技術(shù)，提出了本學(xué)位論文的主要研究內(nèi)容。 第二章，大氣壓輝光放電液相沉積工藝過程研究。本章通過對等離子體液相沉積工

3、藝過程的研究，圍繞著怎樣提高液相沉積過程效率問題，設(shè)計(jì)大氣壓輝光放電液相沉積工藝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過對其作用機(jī)理的研究，構(gòu)建了紡織材料表面改性微觀薄膜沉積過程動(dòng)力學(xué)模型。 第三章，等離子體液相沉積電壓型PWM整流器的研究。本章針對大氣壓輝光放電電源電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低、諧波污染嚴(yán)重、直流側(cè)電壓不穩(wěn)定及動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力差等問題，從系統(tǒng)功率給定和抑制電流波動(dòng)目的出發(fā)，通過對三相VSR控制系統(tǒng)所涉及到的PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及原理、PWM整流電路的控

4、制策略、三相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型轉(zhuǎn)換、三相VSR調(diào)制等問題的研究，設(shè)計(jì)了一種新型的三相電壓型PWM整流器，給出了一種新的網(wǎng)側(cè)電感設(shè)計(jì)方法。 第四章，等離子體液相沉積電壓型PWM逆變器的研究。本章從介質(zhì)阻擋大氣壓輝光放電等效電路出發(fā)，針對大氣壓輝光放電對高頻放電電源的要求，選擇了串聯(lián)諧振式電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通過對其工作模態(tài)的分析研究，設(shè)計(jì)了電壓型串聯(lián)諧振逆變器ZVS控制方式；采取一種動(dòng)態(tài)軟開關(guān)死區(qū)時(shí)間控制方法，解決了功率管延

5、遲時(shí)間問題，降低了電源功率開關(guān)管損耗，及其浪涌電壓/浪涌電流；通過對PS-PWM電路的研究，采用對逆變橋橋臂中點(diǎn)直流電壓和變壓器的初級(jí)電流幅值檢測，將其轉(zhuǎn)換為單向電壓，并通過幅值疊加合成的方式，對PWM移相角進(jìn)行微調(diào)的方法來達(dá)到抗偏磁的目的。 第五章，等離子體電源裝置的試驗(yàn)研究。為了驗(yàn)證對電源的理論研究，本課題研究設(shè)計(jì)制作一臺(tái)數(shù)字化控制等離子體電源樣機(jī)。通過實(shí)驗(yàn)對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的等離子體電源裝置在ZVS控制下，控制脈

6、沖的觸發(fā)時(shí)刻隨著負(fù)載電流、直流電壓和諧振頻率的變化而自動(dòng)動(dòng)態(tài)變化，使開關(guān)器件的換流一直能夠保持在零電壓換流，證明了控制方法的可行性和高效性。 第六章，紡織材料APGDLD表面改性實(shí)驗(yàn)研究。為了驗(yàn)證模擬研究，通過實(shí)驗(yàn)裝置對紡織材料表面改性大氣壓輝光放電液相沉積工藝系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，探討放電功率、頻率、處理時(shí)間、單體流速、He氣流速等對薄膜沉積速率、接觸角的影響等。采用本方法，分別在PE纖維、絲織物、棉織物等多種基材上成功地涂覆