本文將分析大氣常壓噴射型等離子清洗設備實驗中工藝參數(shù)對處理效果的影響,包括氣體壓力、處理高度和處理速度三種參數(shù)。采用“旋轉(zhuǎn)噴射等離子清洗機”處理玻璃蓋板,進行工藝參數(shù)的分析實驗,處理前玻璃蓋板的接觸角平均值為115.914°。
(1)不同氣體壓力對等離子體表面清洗效果的影響
實驗條件:固定處理高度7mm、處理速度30mm/s、氣壓從0.1Mpa緩慢調(diào)高到0.2Mpa,測試處理效果,實驗數(shù)據(jù)見表1-1,得到處理效果θ隨氣體壓力Pa的變化曲線,如圖1-1所示。
表1-1 不同氣體壓力的噴射型等離子清洗設備處理效果實驗數(shù)據(jù)
從圖1-1可以看出,對于“旋轉(zhuǎn)射流發(fā)生器”,在氣體壓力Pa為0.1Mpa時,接觸角θ最小為18.24°,表示表面處理效果最好。隨著氣體壓力的提高,氣體放電產(chǎn)生的等離子體濃度逐漸降低,導致處理后θ變大,處理效果下降。
圖1-1 氣體壓力Pa對等離子表面處理效果 θ 的影響
(2)不同處理高度對等離子體表面清洗效果的影響
實驗條件:固定氣體壓力0.15Mpa、處理速度30mm/s、處理高度從4mm緩慢上升至到16mm,測試處理效果。測試數(shù)據(jù)見表1-2,并得到處理效果隨處理高度的變化曲線,如圖1-2所示。
表1-2 不同處理高度的等離子處理效果實驗數(shù)據(jù)
從圖1-2可以看出,處理高度越低處理效果越好,在處理高度為4mm時,等離子體處理后接觸角僅為8.65°,處理效果良好;隨著處理高度的增加,等離子體在材料表面的濃度逐漸降低,處理效果下降明顯,在16mm高度時,基本沒有處理效果。
(3)不同處理速度對等離子體表面清洗效果的影響
實驗條件:固定氣體壓力0.15Mpa、處理高度為7mm、處理速度從5mm/s緩慢上升至到25mm/s,測試處理效果。測試結(jié)果如表1-3所示,并得到處理效果隨處理速度的變化曲線,如圖1-3所示。
表1-1 不同處理速度的等離子處理效果實驗數(shù)據(jù)
從圖1-3可以看出,處理速度越低,表面處理效果越好,在處理速度5mm/s時,處理后接觸角為11.56°,這是由于處理速度越慢,材料表面單位面積被等離子體處理的時間越長,使得接觸角越小。隨著處理速度的提高,接觸角逐漸接近未處理狀態(tài),表明處理效果越差。
圖1-3 處理速度 V 對等離子表面清洗效果 θ 的影響
總結(jié)工藝參數(shù)對噴射型等離子清洗設備表面處理效果的影響
通過改變氣體壓力Pa、處理高度H與處理速度V三種工藝參數(shù),測試噴射型等離子清洗設備表面處理效果。結(jié)果證明,氣體壓力Pa較小、處理高度H較低、處理速度V較慢時,能夠最大程度地改善材料表面的親水性,得到較好的處理效果。