[发明专利]一种基于介质阻挡放电等离子体的材料循环改性装置

说明书

本发明公开了一种基于介质阻挡放电等离子体的材料循环改性装置，包括工作气体发生器、等离子体发生器以及连接在工作气体发生器与所述等离子体发生器之间的介质阻挡放电机构。该装置结构可靠，有效的解决材料长时间改性时的改性效果不均匀问题，通过循环管道实现废气及材料的分离与新气体进入，使改性更加均匀的同时，可以随意控制改性时间，实现材料的长时间均匀处理。

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，具体涉及一种基于介质阻挡放电等离子体的材料循环改性装置。

背景技术

自从等离子体学问世以来，等离子体的研究一直受到以下四个方面的推动：气体放电的研究、天体和空间物理学的研究、受控热核聚变和低温等离子体技术应用的研究。近年来，等离子体技术开始朝着低温等离子体领域发展，其中气体放电是产生等离子体的有效方式之一，常见的气体放电形式主要有辉光放电、电晕放电和介质阻挡放电。其中介质阻挡放电一般要在放电装置上设置高压和低压两个部分，通常低压端可以接地。原理是在高、低两端之间的区域里安放一个绝缘的介质，电路接通后高、低两端组成介质进行放电，从而在同道中产生大面积、高能量密度的低温等离子体。

利用介质阻挡放电可以对材料表面进行处理，在材料的表面引入活性基团或通过等离子体聚合物膜包覆的形式，是无机纳米粒子表面产生有利于基体相容的结构变化，目的是为了改善界面状态，提高无机粉体与基体的粘合性，改善材料的机械性能。其主要是利用介质阻挡放电产生的等离子体高能粒子轰击材料表面，原本粗糙的表面会因此变得逐渐平整和光滑，不会影响材料表面的结构和性质。同时可以将一部分带有有机官能团的自由基附着到材料表面，赋予材料表面亲水性、耐磨性、耐候性等性能。

现有的介质阻挡放电装置中，多数采用板状电极，因为材料无法均匀分散在阻挡介质上，且厚度无法有效控制，其同批次改性材料的改性效果有很大的不同，无法保证材料处理效果的均匀一体性，对于改性材料的后续继续使用有很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于介质阻挡放电等离子体的材料循环改性装置，以解决现有介质阻挡放电装置对改性材料处理效果差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于介质阻挡放电等离子体的材料循环改性装置，包括工作气体发生器、等离子体发生器以及连接在工作气体发生器与所述等离子体发生器之间的介质阻挡放电机构；

介质阻挡放电机构包括气氛仓、设置在气氛仓内的废气及材料分离器、设置在气氛仓内的螺旋进料器以及设置在废气及材料分离器和螺旋进料器的循环管道之间的介质阻挡放电管，介质阻挡放电管内设置有导电石墨柱，导电石墨柱的上端设置有金属电极，介质阻挡放电管外壁设置有外部铜网，介质阻挡放电管底端设置有布风板，工作气体发生器通过气管与介质阻挡放电管连通，等离子体发生器通过导线与所述金属电极和外部铜网通信连接。

采用上述技术方案的有益效果为：通过介质阻挡放电管产生等离子体，采用棒桶式放电电极结构，有效地增加了放电均匀度及放电区域，通过介质阻挡放电管底部布风板放电装置内安装有布风板，通过调节孔径和孔率，使材料与改性气体混合更加均匀的同时，可以使材料具有流体的部分特征，材料流动性更好，进而保证材料改性的均一性，解决材料长时间改性时的改性效果不均匀问题，通过循环管道实现废气及材料的分离与新气体进入，使改性更加均匀的同时，可以随意控制改性时间，实现材料的长时间均匀处理。

进一步，废气及材料分离器包括具有进料口和出料口的分离罐、倾斜设置在所述分离罐内且位于所述进料口下方的防粘涂板、设置在分离罐内且远离所述进料口一端的超高效空气过滤网以及设置在所述分离罐进料口处的密封板，所述进料口通过进料管道与介质阻挡放电管的上端连通。

采用上述技术方案的有益效果为：通过废气及材料分离器，利用改性气体气流，使电离过的气体与改性材料分离，防止气体污染，避免产生杂质气体影响改性效果，同时，防粘涂板具有汇集材料作用，减少材料附着，尾部超高效空气过滤网为可更换设置，使用成本低，结构简单。