Исследовательский стенд для микроплазменной поверхностной обработки материалов в условиях атмосферного давления

Разработан исследовательский стенд для микроплазменной обработки поверхностей объектов с возможностью перемещения зоны разряда вдоль объекта с использованием программно управляемого линейного шагового двигателя. Конструкция стенда позволяет применять разные типы систем плазмообразования, а также проводить обработку с подачей в зону разряда различных газов, таких как воздух, азот, кислород и т. д. Исследовательский стенд оснащен измерительным оборудованием для контроля электрических и физических характеристик разряда (цифровые осциллографы, оптический эмиссионный спектрометр, аэроионометр и др.). Для последующей оценки качества и характеристик обработанных поверхностей могут использоваться микротвердомер, гониометр, интерференционный микроскоп, трибометр, разрывная машина и т. д. Приведены примеры электрических характеристик разрядных устройств, апробированных в составе исследовательского стенда, оптической эмиссионной спектроскопии плазмы, результатов измерений краевого угла смачивания поверхностей обработанных объектов.

1. Selwyn G.S., Herrmann H.W., Park J., & Henins I. Materials Processing Using an Atmospheric Pressure, RF-Generated Plasma Source. Contributions to Plasma Physics. 2001;41(6):610-619. https://doi.org/10.1002/1521-3986(200111)41:6<610:aid-ctpp610>3.0.co;2-l.

2. Peran J., & Ercegović Ražić S. Application of atmospheric pressure plasma technology for textile surface modification. Textile Research Journal. 2019: 1-24. https://doi.org/10.1177/0040517519883954.

3. d'Agostino R., Favia P., Kawai Y., Ikegami H., Sato N., Arefi-Khonsari F. Advanced plasma technology. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA; 2008.

4. Yamamoto T., Okubo M. Nonthermal Plasma Technology. In: Wang L.K., Hung YT., Shammas N.K. (Eds.) Advanced Physicochemical Treatment Technologies; 2017: 135-293. Humana Press. https://doi.org/10.1007/978-1-59745-173-4_4

5. Johansson K.S. Surface Modification of Plastics. In: Applied Plastics Engineering Handbook (Second Edition): Processing, Materials, and Applications, 2017: 443-87. William Andrew Publishing. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-39040-8.00020-1.

6. Meichsner J., Schmidt M., Schneider R., & Wagner H.-E. (Eds.). Nonthermal Plasma Chemistry and Physics (1st ed.). CRC Press; 2013. https://doi.org/10.1201/b12956.

7. Ono R. Optical diagnostics of reactive species in atmospheric-pressure nonthermal plasma. Journal of Physics D: Applied Physics. 2016; 49(8), 083001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/8/083001.

8. Veldhuizen van E.M., Rutgers W.R. Corona discharges: fundamentals and diagnostics. In Frontiers in low temperature plasma diagnostics IV: papers, Rolduc Conference Centre, The Netherlands, 25.03-29.03.2001. Eindhoven: Eindhoven University of Technology; 2001: 40-49

9. Al-Abduly, Abdullah & Christensen P. An in situ and downstream study of non-thermal plasma chemistry in an air fed dielectric barrier discharge (DBD). Plasma Sources Science and Technology. 2015;24(6), 065006. https://doi.org/10.1088/0963-0252/24/6/065006.

10. Keller S., Rajasekaran P., Bibinov N., & Awakowicz P. Characterization of transient discharges under atmospheric-pressure conditions applying nitrogen photoemission and current measurements. Journal of Physics D: Applied Physics. 2012;45(12), 125202. https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/12/125202.