Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A mixed type boundary-value problem related to the electrostatics of cold plasma jet reactors based on dielectric barrier discharge

Vafeas Panayiotis, Papadopoulos Polycarpos K., Svarnas Panagiotis

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 2

233--245

EN

A semi-analytical model is presented for the determination of the electric field in reactors used for cold atmospheric pressure plasma (CAPP) jet production, based on the concept of dielectric barrier discharge (DBD). These systems are associated with various applications in contemporary engineering, ranging from material processing to biomedicine, and at the same time they provide many challenges for fundamental research. Here, we consider a simplified system configuration of a single driven electrode, surrounding a thin dielectric tube, which does not contribute to the electric field, since the potential variation is immediate due to its negligible size. By employing the cylindrical coordinate system that perfectly fits the present plasma jet reactor, we separate the area of electric activity into three distinct domains according to the imposed external conditions, while our analysis is restricted to the electrostatic limit of Maxwell’s equations. To this end, cylindrical harmonic field expansions are used for the potential, which produce the corresponding electric fields in each subdomain. Due to the imposed mixed-type boundary value problem, additional linear terms are incorporated, leading to three possible analytical solutions of the physical problem under consideration. The efficiency of the method is demonstrated by comparing the final formulae with a numerical solution, followed by the relevant discussion.

2

Influence of the inverter output circuit on the dielectric barrier discharges during the surface treatment of plastics

Mućko J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 4

95--98

PL

Artykuł przedstawia model matematyczny oraz symulacyjny generatora wyładowań barierowych (falownika z dopasowującym obwodem wyjściowym i komorą wyładowczą) stosowanego w procesie obróbki powierzchniowej polimerów. Zależności matematyczne oraz wyniki symulacji zostały użyte do zbadania wpływu parametrów obwodu wyjściowego falownika na jego charakterystyki sterowania.

EN

This article describes a mathematical and simulation model of the dielectric barrier discharge generator (inverter with its matching output circuit and discharge chamber) used in the treating process of polymer surface. Simulation model and mathematical relationships were used to investigate the influence of the inverter output circuit parameters on its control characteristics.

3

Surface Properties of Plasma-Modified Poly(vinylidene fluoride) and Poly(vinyl chloride) Nanofibres

Krupa A., Sobczyk A. T., Jaworek A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 2 (104)

35--39

EN

The paper presents electrospinning technology used for the production of polymer nanofi- brous mats. Surface properties of polymer nanofibrous mats electrospun from poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and poly (vinyl chloride) (PVC), and modified in dielectric barrier discharge (DBD) are presented. The contact angle of the polymer mats un-modified and modified in DBD generated plasma were compared. The plasma modification decreased the contact angle for water from 134° to 40°, for PVDF, and close to zero in the case of PVC. It was also observed that the contact angle decreased with an increase in the discharge power and discharge time, leading to an improvement of adhesion properties of the mat.

PL

Przedstawiono badania właściwości powierzchniowych nanowłóknin polimerowych z PVDF i PVC wytwarzanych metodą elektroprzędzenia i modyfikowanych za pomocą elektrycznego wyładowania barierowego (DBD). Porównane zostały właściwości hydrofobowe mat niemodyfikowanych i modyfikowanych plazmowo. W pracy przedstawiono stanowisko do elektroprzędzenia wielodyszowego, pozwalającego na zwiększenie wydajności produkcji nanowłókniny polimerowej złożonej z jednorodnych włókien o średnicy od 400 do 800nm. Wyładowanie barierowe wytworzono w reaktorze składającym się z dwóch elektrod płasko-równoległych wykonanych z miedzi, zasilanych wysokim napięciem przemiennym o częstotliwości zmienianej w zakresie od 0.5 kHz do 2.3 kHz. Moc wyładowania zawierała się w przedziale od 1.2 W do 5 W. Jako barierę dielektryczną użyto dwóch płytek szklanych umieszczonych na obu elektrodach. Mikroskopowe płytki szklane z naniesioną włókniną umieszczone zostały na dolnej barierze dielektrycznej. Czas wyładowania wynosił 60 lub 120 s. Morfologia włóknin badana była za pomocą SEM. Stwierdzono nieznaczny wpływ wyładowania na morfologię nanowlóknin. Nastąpiła poprawa zwilżalności powierzchni. Badanie kąta zwilżania włókniny dla wody destylowanej wykonano metodą fotograficzną. Wytworzone maty filtracyjne mogą znaleźć zastosowanie do filtracji nanocząstek i cząstek submikronowych np. zarodników grzybów, bakterii, wirusów lub innych zanieczyszczeń nieorganicznych w instalacjach klimatyzacyjnych oraz do filtracji drobnego aerozolu wodnego.

4

Two types of atmospheric pressure plasma jet : construction and features

Babij M., Kowalski Z. W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 10

30-33

EN

The nonthermal atmospheric pressure plasma jet (APPJ), that can be dated back to 1960 s, can be generated in many different gases, different types of discharge setups under various power supplies and using different electrical excitations, and operating modes. The dielectric barrier discharge (DBD) plasma jet is a classical example of that kind of nonthermal APPJ. A noble gas passes through the dielectric tube at certain flow rates and when the discharge is ignited, the plasma jet (plume) is launched into the ambient through the nozzle of the tube. This kind of discharge generates low-temperature plasmas that are suitable for the atomization of volatile species and can also be served as an ionization source for ambient mass spectrometry and ion mobility spectrometry. The paper presents two types of source (made in Wrocław University of Technology) based on a plasma jet established at the end of a capillary dielectric barrier discharge at atmospheric pressure.

PL

Atmosferyczny dżet (strumień) plazmowy, ADP, może być generowany w różnych gazach, różnego rodzaju wyładowaniach, przy użyciu różnorodnych układów zasilania, elektrycznego wzbudzenia i sposobów działania. Klasycznym przykładem nietermicznego ADP jest barierowy dżet plazmowy wykorzystujący wyładowanie barierowe (dielectric barrier discharge, DBD), w którym szlachetny gaz przepływa przez dielektryczną rurkę z określoną szybkością i kiedy zapali się wyładowanie, strumień (dżet) plazmy ‘wystrzeliwuje’ na zewnątrz przez wylot (dyszę) rurki. Ten rodzaj wyładowania generuje plazmę niskotemperaturową, odpowiednią do atomizacji lotnych substancji, która może także być stosowana jako źródło jonizujące w spektrometrii mas realizowanej przy ciśnieniu atmosferycznym (ambient mass spectrometry) i spektrometrii ruchliwości jonów. Artykuł prezentuje dwa rodzaje źródeł wytwarzających atmosferyczny dżet plazmowy ulokowany na końcu kapilarnego wyładowania barierowego.

5

Transformator wysokiego napięcia dla przekształtnika rezonansowego do generacji plazmy nietermicznej

Jakubowski T., Pałka R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 12a

49-52

PL

Artykuł przedstawia analizę, projekt i badania laboratoryjne transformatora wysokiego napięcia i wysokiej częstotliwości dla przekształtnika rezonansowego do generacji plazmy nietermicznej w reaktorach z barierą dielektryczną. Transformator ten charakteryzuje się niskim sprzężeniem magnetycznym, a indukcyjności strony pierwotnej i wtórnej tworzą dwa równoległe obwody rezonansowe. Znaczna indukcyjność rozproszenia pozwala dostroić częstotliwość rezonansową obwodu, a słabe sprzężenie zachować rezonansową pracę przy zwarciu strony wtórnej.

EN

This paper presents analysis, design and investigation of high-voltage and high-frequency transformer for resonant converter for nonthermal plasma generation in dielectric barrier discharge reactors. The transformer has low magnetic coupling factor and inductances of the primary and the secondary consists of two parallel resonant circuits. A large leakage inductance can tune the resonant frequency of the circuit and the low magnetic coupling factor keeps resonance working while secondary side short-circuit.

6

Modification of polyimide surface with the use of atmospheric pressure cold plasma method

Kalczewska M., Opalińska T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 7

152-158

EN

Polyimide foil, which is commonly used as a substrate in production of many electronic devices, needs to be appropriately modified due to the high smoothness and Iow adhesiveness of the surface. The wet methods of the surface modification are based on using caustic chemicals. Using a plasma method enables the successful modification of the polymer surface without producing hazardous wastes. As a result of plasma treatment, the polyimide surface is etched. The atmospheric pressure plasma generated in dielectric barrier discharge is an advantageous method of changing the structure of the polyimide surface. The researches over elaborating the optimal conditions have been recently undertaken by many authors. The review of these researches is presented in the paper. In the first part of the paper the experimental conditions of polyimide surface modification are described. The characteristics of etching process of polyimide surface and properties of the modified surface arę presented in the second part of the study.

PL

Folia poliimidowa, która jest powszechnie używana jako podłoże giętkich obwodów drukowanych dla wielu urządzeń elektronicznych, musi być przed zastosowaniem odpowiednio przygotowana, ponieważ jej powierzchnia jest niezwykle gładka i charakteryzuje się niską adhezyjnością. Mokre metody modyfikacji powierzchni oparte są na zastosowaniu żrących środków chemicznych. Zastosowanie metody plazmowej umożliwia pomyślną modyfikację powierzchni polimeru bez produkcji niebezpiecznych odpadów. Jako wynik działania plazmy, powierzchnia poliimidu zostaje nadtrawiona. Wyładowanie z barierą dielektryka generowane pod ciśnieniem atmosferycznym jest korzystną metodą zmiany struktury powierzchni polimeru. Wielu autorów podjęło próby wypracowania optymalnych warunków tej metody. Niniejszy artykuł jest przeglądem prac poświęconych tej tematyce. W pierwszym rozdziale przedstawiono warunki eksperymentalne, w jakich prowadzi się modyfikacje powierzchni poliimidowych. Charakterystykę procesu trawienia polimeru oraz właściwości obrabianych powierzchni zostały przedstawione w dalszej części pracy.

7

Plasma aided flame retardation of wood, wooden products and cellulosic materials

Dineff P., Gospodinova D., Avramov I.

Advances in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, nr 3(29)

28-42

EN

The plasma aided flame retardation of wood, wooden products and cellulosic fibrous materials has been conceived and developed as a result of a plasma aided process of capillary impregnation. The dielectric barrier discharge surface pre-treatment modifies the chemical and capillary activity and improves such characteristics of the impregnation process as the penetration depth, speed of solution spreading and adsorption, and capacity of adsorbed solution. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was applied to study the changed surface composition after plasma pre-treatment. The surface compositions of solid wood products, paper and board are critical to their end use performance. XPS is a powerful non-destructive surface analytical technique which provides valuable data on chemical surface composition and surface reorganization after plasma-chemical pre-treatment. The binding energy as a main characteristic of the atoms was used for elemental identification. Thermal analysis (TGA, DTA and DSC) was used to characterize the impact of the plasma surface activation on flame retardancy of Douglas fir wood. This study was developed as a part of large investigation on chemically activated wood surface and flame retarded wood.

8

Modyfikacja powierzchni folii poliimidowej w wyładowaniu barierowym z zastosowaniem różnych gazów roboczych

Kalczewska M., Opalińska T., Więch M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 7

179-185

PL

Modyfikowano powierzchnię folii poliimidowej w wyładowaniu elektrycznym z barierą dielektryka, które generowano prądem sinusoidalnie zmiennym o częstotliwości 50 Hz. Jako gazy robocze stosowano hel, powietrze, argon i wodór. Modyfikacji poddawano folię o grubościach 0,025 i 0,125 mm. W wyniku działania plazmy, folia ulegała trawieniu. Cienka folia trawiła się dobrze w argonie (ubytek masy 11,7 µg · cm-²) i słabo w helu oraz powietrzu (ubytki masy odpowiednio 6,4 i 6,7 µg · cm-²). Grubsza folia trawiła się w argonie lepiej (ubytek masy 56,2 µg · cm-²) niż folia cienka. Folia gruba najlepiej trawiła się w wodorze (ubytek masy 65,0 µg · cm-²). Badanie zmodyfikowanych powierzchni metodą XPS pokazało, ze podczas trawienia w argonie, w cząsteczce poliimidu pęka głównie wiązanie między azotem i grupą karbonylową. Natomiast trawienie w wodorze powoduje pękanie wiązania między tlenem i pierścieniem benzenowym. Badania SEM i AFM pokazały, że powierzchnia poliimidu po trawieniu plazmowym charakteryzuje się licznymi, równomiernie rozłożonymi nierównościami.

EN

Modyfication of polyimide foil surface in dielectric barrier discharge, generated with usage of 50 Hz AC, was studied. Helium, air, argon and hydrogen were working gases. Foils with a thickness of 0,025 and 0,125 mm were modified. As a result of plasma treating, the foil was etched. Foil with a thickness of 0,025 mm was etched more intensively in argon (weight decrease 11,7 µg · cm-²) than in helium and air (weight decrease 6,4 and 6,7 µg · cm-², respectively). Foil with a thickness of 0,125 mm was etched more intensively in argon (weight decrease 56,2 µg · cm-²) than foil 0,025 mm thick. Thicker foil was etched the most intensively in hydrogen (weight decrease 65,0 µg · cm-²). XPS spectra showed, that while treating in argon, mainly one kind of bond breaks - a bond between nitrogen and carbonyle group. Etching in hydrogen causes further breaking of bonds between oxygen and benzene ring. SEM and AFM showed that treated polyimide surface changed and is rough.

9

Decomposition of electrostatic-precipitated particulate materials from Diesel exhaust gas with nitric oxides using dielectric barrier discharge

Yamagata Y., Fujii Y., Kawagashira Y., Muraoka K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 5

127-130

EN

. Diesel particulate materials (DPM) in a real diesel exhaust gas were collected in a reactor using an electrostatic precipitation (ESP). Subsequently, the ESP-collected DPM were treated in the same reactor by a dielectric barrier discharge in a model gas including NO molecules. It was suggested that actual DPM and NO acting as the oxidant and reductant, respectively, were decomposed simultaneously and effectively by DBD.

PL

Z rzeczywistego wylotowego silnika spalinowego usuwano cząsteczki (DPM) za pomocą elektrofiltru i następnie poddawano je obróbce w tym samym reaktorze za pomocą dielektrycznego wyładowania barierowego w gazie zawierającym cząsteczko NO. Przypuszczalnie cząsteczki DPM oraz NO działając jako odpowiednio utleniacz i reduktor, zostają jednocześnie i skutecznie zneutralizowane w wyładowaniu barierowym DBD

10

Usuwanie węglowodorów z powierzchni Cu, Al i stali z zastosowaniem wyładowania elektrycznego z barierą dielektryka

Opalińska T., Konarski P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 7

126-130

PL

Badano proces usuwania węglowodorów z powierzchni miedzi, glinu i stali z zastosowaniem niskotemperaturowej plazmy nierównowagowej generowanej w wyładowaniu barierowym pod ciśnieniem atmosferycznym. Wyładowanie generowano w argonie lub w powietrzu między elektrodą wykonaną z ceramiki ferroelektrycznej i elektrodą metalową, której powierzchnię pokryto warstwą węglowodoru. Usuwanie warstwy z powierzchni miedzi i glinu jest bardziej efektywne w powietrzu niż w argonie. Usuwanie węglowodorów z powierzchni stali jest tak samo efektywne dla każdego z gazów. Skuteczność usuwania węglowodorów zależy od czasu oddziaływania wyładowania na warstwę węglowodorów. Po usunięciu warstwy badano powierzchnię metali metodą SIMS. Okazało się, że proces usuwania jest skuteczny do grubości warstwy pół mikrometra. Po procesie plazmowym prowadzonym w powietrzu, na powierzchni metalu zostaje jeszcze warstwa węglowodorów o grubości nieprzekraczającej 300 nm dla stosowanej mocy wyładowania.

EN

A process of hydrocarbons eliminating from the surface of Cu, Al and steel applying cold plasma, generated in dielectric barrier discharge at atmospheric pressure, was studied. The discharge was generated between two electrodes in argon or in air. One of the electrodes was made of ferroelectric ceramics and the second one of the metal, which was intentionally covered by thin film of hydrocarbons. In air plasma the film of hydrocarbons is eliminated from the surface of Cu and Al more effectively than in argon plasma. The hydrocarbon film is eliminated from the surface of steel with the same effectivity in both types of plasma gas. The effectiveness of elimination of the film depends on the time of discharge duration. After eliminating of hydrocarbons film the surface of metal was investigated by SIMS method. It was found that the process of film elimination is effective for the thickness of the film, which is limited to a half of micrometer. After plasma process in air the thickness of the remaining film of hydrocarbons reach 300 nm for a given power of discharge.