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另外除了大氣常壓電漿源外，介電質屏障放電(dielectric barrier discharge) (DBD) 在近幾年也受到相當大的關注，因為其可以在非常大的放電功率下透過非常簡單的結構 ... 資料載入處理中... 跳到主要內容 臺灣博碩士論文加值系統 ::: 網站導覽| 首頁| 關於本站| 聯絡我們| 國圖首頁| 常見問題| 操作說明 English |FB專頁 |Mobile 免費會員 登入| 註冊 功能切換導覽列 (165.22.59.181)您好！臺灣時間：2021/11/2505:19 字體大小：       ::: 詳目顯示 recordfocus 第1筆/ 共1筆  /1頁 論文基本資料 摘要 外文摘要 目次 參考文獻 電子全文 紙本論文 論文連結 QRCode 本論文永久網址: 複製永久網址Twitter研究生:江俊逸研究生(外文):Chiang,Chun-Yi論文名稱:空氣常壓長圓柱介電質屏障放電特性之實驗研究論文名稱(外文):ExperimentalCharacterizationofaLongCylindricalAtmospheric-PressureDielectricBarrierDischargeUsingAmbientAir指導教授:吳宗信指導教授(外文):Wu,Jong-Shinn口試委員:廖英皓、吳宗信、鄭雲謙口試委員(外文):Liao,Ying-Hao、Wu,Jong-Shinn、Cheng,Yun-Chien口試日期:2018-09-19學位類別:碩士校院名稱:國立交通大學系所名稱:機械工程系所學門:工程學門學類:機械工程學類論文種類:學術論文論文出版年:2018畢業學年度:107語文別:中文論文頁數:78中文關鍵詞:大氣常壓電漿、介電質屏障放電、表面改質、親疏水性外文關鍵詞:atmosphericairplasma、dielectricbarrierdischarge、surfacemodification、hydrophilic、hydrophobic相關次數: 被引用:0點閱:84評分:下載:0書目收藏:0 近年來，大氣常壓電漿受到很多關注，主要因為其具有相當多的優點，如不需要昂貴的抽真空設備、成本較低、系統簡單以及方便操作等；也因此大氣常壓電漿源常被應用在處理不同物質表面改質等領域。

另外除了大氣常壓電漿源外，介電質屏障放電(dielectricbarrierdischarge)(DBD)在近幾年也受到相當大的關注，因為其可以在非常大的放電功率下透過非常簡單的結構產生非常穩定的放；如將絕緣的介電質屏蔽置入高電壓電極和地電極之間，稱作是介電質屏障放電，也因為如此，這個方式被廣泛的運用在工業及商業用的臭氧生成、聚合物的表面改質、電漿化學氣相沉積、汙染控制、激發二氧化碳雷射、準分子燈以及電漿顯示面板等。

本研究透過介電質屏蔽放電的方式，在放電氣體為常壓大氣下產生電漿。

電漿設備由不銹鋼電極、石英管為介電質以及不同導電率的材料與不同長度的地電極組成,能量由頻率為20kHz以及振福為5kV的電源供應器提供。

透過Lissajous方法來計算電漿消耗功率，以及透過電漿效率、功率密度、電壓電流圖等來分析電漿電性；並且透過單眼相機、高速攝影機、ICCD等儀器來觀察電漿放電的過程；透過光譜儀(OES)來分析電漿放光的強弱；在表面改質的評估方面，透過水滴與地電極表面的接觸角來分析在經過不同時間電漿處理後的親疏水性；最後利用掃描式電子顯微鏡(SEM)、傅里葉轉換紅外光譜儀(FTIR)、表面元素分析(EDS)以及原子力顯微鏡(AFM)等儀器來觀察地電極表面在經過不同時間的電漿處理後表面結構是否有所改變以及分析在經過電漿處理後有哪些化合物鍵結產生在地電極表面。

由OES結果觀察出電漿放電強度與接地電極表面電導率有關，且與接地電極的材料面積無關。

另由SEM的結果可以發現在電漿處理時間較長的情況下,表面形態具有更多的物理與化學變化；從FTIR和EDS觀察結果,我們得出結論是在經過電漿處理之後一些官能團（例如OH，C=O，NH和O3）將結合在材料的表層上以及特定原子濃度的比例（例如C，N和O）在接地電極表面上會產生變化，在接觸角測量中，結果表明材料表面可以在短時間內改變，大約從90度左右降到接近10度附近。

老化時間觀察結果顯示在經過大約3天後，接觸角將恢復到大約65度。

但仍然低於未經處理的情況。

本論文顯示，適當地使用空氣常壓長圓柱介電質屏障放電，能使地電極表面產生化學反應和物理變化，並改變其表面之親疏水性。

Inrecentyears,atmosphericairplasma(AAP)havebeenwidelyusedinmanyfieldslikechangingthesurfacepropertiesofmaterialsbecauseofitsadvantages,suchashavingnoneedforexpensivevacuumsystem,beinglow-costandconvenientforoperation.Inaddition,dielectricbarrierdischargecancreatestabledischargewithlargedischargepowerbyasimplemethod.Therefore,itisalsocommonlyusedforsurfacemodificationofpolymers,andplasma-chemicalvapordeposition,tonameafew.Inthisstudy,wegeneratedplasmafromambientairbyusingacylindricaldielectricbarrierdischarge(DBD).Theplasmadeviceconsistedofgroundelectrodeswithdifferentmaterialwithdifferentelectricalconductivitiesandlengths,apowerelectrodeusingastainlesstube,andaquartztubeasthedielectricmaterial.TheDBDwasdrivenbyanACpowersupplywithafrequencyof20kHzand5kVinamplitude.TheplasmaabsorbingpowerwasmeasuredbytheLissajousmethod.Wemeasuredsomeelectricalpropertiessuchasplasmaefficiency,powerdensity,voltageandcurrentdata.Inaddition,wevisualizeddischargesbyusinganICCD,ahigh-speedcameraandadigitalcamera.Theplasmageneratedexcitedspecieswasidentifiedbyopticalemissionspectroscopy(OES).Forsurfacemodificationassessment,wemeasuredthecontactanglesofdifferentmaterialsbeforeandafterplasmatreatment.WeusedFourierTransformInfraredSpectroscopy(FTIR),atomicforcemicroscope(AFM),energydispersivespectrometer(EDS)andscanningelectronmicroscope(SEM)toanalyzethesurfacepropertiesofgroundelectrodewithdifferentplasmatreatmenttimes.TheOESresultsshowthatplasmaintensityisstronglycorrelatedtothesurfaceelectricalconductivityofthegroundelectrodeandisindependentofthematerialareaofthegroundelectrode.ByusingSEM,itcanbefoundthatthesurfacemorphologyhasmorephysicalandchemicalchangesinthecaseoflongerplasmatreatmenttime.Weconcludethatafterplasmatreatmentsomefunctionalgroups(e.g.OH,C=O,NHandO3)wouldincorporateintotheshallowlayerofthematerial.Moreover,theratioofsomespecificatomicconcentrationsvary(e.g.C,NandO)onthesurfaceofgroundelectrodefromFTIRandEDSobservations.Forthecontactanglemeasurements,theresultsshowthathydrophilicityofthematerialsurfacecanbemodifiedinashortperiodofplasmatreatment,whichisfromabout90degreestoalmost10degrees.Andtheresultsofagingtimeshowthatafterapproximatelythreedays,thecontactangleswouldincreasetoabout65degrees,whichisstilllowerthantheuntreatedcase.Weexpectthatthechemicalreactionandthephysicalchangesmakethegroundelectrodesurfacebecomehydrophilic. 摘要iAbstractiii致謝v第一章緒論11.1研究背景11.1.1表面處理11.1.2大氣常壓電漿11.2文獻回顧11.1.3電漿表面處理方法21.1.4生醫表面改質應用31.2.1低溫常壓電漿31.3研究動機與目標4第二章實驗方法52.1實驗設備52.1.1大氣電漿52.1.2電源供應器(powersupply)52.1.3外接電容52.2地電極參數量測62.2.1電阻定律62.2.2導電率量測分析72.3電漿電性及特性分析72.3.1電壓電流圖分析72.3.2ICCD圖像分析82.3.3高速攝影機(highspeedcamera)影像分析82.3.4單眼相機(digitalcamera)圖像分析82.3.5LissajousMethod分析82.3.6功率密度分析92.3.7效率分析92.3.8電漿區介電質電容值Cd和工作氣體電容值Cg分析102.3.9光譜儀分析112.3.10地電極表面溫度分析112.4表面改質實驗與分析122.4.1親疏水性觀察122.4.2傅里葉轉換紅外光譜儀(FourierTransformInfraredspectroscopy,FTIR)觀察122.4.3掃描式電子顯微鏡(ScanningElectronMicroscope,SEM)132.4.4原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,AFM)132.4.5能量散射光譜儀(EnergyDispersiveSpectrometer,EDS)142.4.6AgingTime觀察14第三章實驗結果與討論153.1電阻率與導電度計算結果153.1.1導電率量測153.1.2電阻率和導電率計算153.2電漿參數量測結果153.2.1電性量測163.2.2ICCD影像顯示163.2.3單眼相機173.2.4Lissajous圖分析173.2.5電漿吸收功率分析173.2.6電漿效率和功率密度分析183.2.7CdandCg計算分析結果183.2.8OES分析結果183.2.9地電極表面溫度量測193.3表面改質量測結果203.3.1親疏水性分析203.3.2SEM顯微鏡影像213.3.3AFM表面粗糙度分析213.3.4FTIR分析223.3.5EDS表面元素分析223.3.6AgingTime分析22第四章結論與未來工作建議234.1結論234.2未來工作建議23參考資料24 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