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射频等离子体对PTFE的表面改性

现代塑料加工应用 2005年第4期17卷 31-34页

作者：张波邵汉良东华大学理学院上海200051 常州世泰等离子技术开发有限公司常州213000

通过射频等离子体对聚四氟乙烯(PTFE)表面的作用,实现了PTFE材料表面的化学改性和其润湿性的提高。研究了不同反应条件对PTFE表面湿润性的影响;通过测定样品膜对水的接触角θ(投影法).评价其表面亲水性的变化;使用了X射线光电子能谱(XPS... 详细信息

通过射频等离子体对聚四氟乙烯(PTFE)表面的作用,实现了PTFE材料表面的化学改性和其润湿性的提高。研究了不同反应条件对PTFE表面湿润性的影响;通过测定样品膜对水的接触角θ(投影法).评价其表面亲水性的变化;使用了X射线光电子能谱(XPS)以及扫描电镜(SEM)对样品进行了表面结构的分析;通过对材料表面进行丙烯酸接枝,评价了各因素对时效性的影响;初步探讨了真空紫外辐射对表面改性的影响。结果表明:改性后PTFE表面的润湿性明显得到改善,该设备与技术在工业应用方面非常具有推广价值。

关键词：等离子体聚四氟乙烯表面改性接触角时效性润湿性聚四氟乙烯(PTFE) 射频等离子体 X射线光电子能谱(XPS) 扫描电镜(SEM)

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射频等离子体制备球形Mo粉的研究

粉末冶金工业 2011年第6期21卷 6-10页

作者：盛艳伟郭志猛郝俊杰邵慧萍王玉明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

本文通过射频等离子体球化处理工艺成功制备了微细球形钼粉,并研究了球化处理对粉末性能和加料速率对粉末球化率的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行了测试和分... 详细信息

本文通过射频等离子体球化处理工艺成功制备了微细球形钼粉,并研究了球化处理对粉末性能和加料速率对粉末球化率的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行了测试和分析。研究结果表明:团聚的不规则钼粉经等离子球化处理后,得到表面光滑、分散性良好、球化率可达到100%的球形钼粉。粉末的粒度分布变窄,松装密度和振实密度显著提高,松装密度由1.58g/cm3提高到5.18g/cm3,振实密度由2.32g/cm3提高到6.68g/cm3。在其他工艺条件不变的情况下,随着加料速率的增加,钼粉的球化率降低。射频等离子体球化处理技术制备的高纯微细球形Mo粉适用于近净成形技术和粉末冶金等工业领域。

关键词：射频等离子体球形钼粉球化处理球化率粉末特性

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低气压射频等离子体的探针诊断方法

物理实验 2022年第3期42卷 1-9页

作者：刘永新张莹莹大连理工大学物理学院基础物理国家级实验教学示范中心辽宁大连116024

在半导体芯片制造工艺中,约1/3道工序采用等离子体技术,例如材料刻蚀和薄膜沉积等.因此对射频等离子体的基础物理过程的理论和模拟及实验研究具有重要意义.在理解等离子体的复杂物理过程、验证理论模型与数值模拟结果的正确性方面,实验... 详细信息

在半导体芯片制造工艺中,约1/3道工序采用等离子体技术,例如材料刻蚀和薄膜沉积等.因此对射频等离子体的基础物理过程的理论和模拟及实验研究具有重要意义.在理解等离子体的复杂物理过程、验证理论模型与数值模拟结果的正确性方面,实验诊断具有重要作用.总结了射频等离子体中常用的探针诊断方法及其最新研究进展,包括朗缪尔探针、双探针、微波共振探针以及磁探针,重点介绍了这些探针的结构、特点及典型的测量结果.

关键词：射频等离子体探针诊断低气压

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射频等离子体甲烷有氧转化的研究

射频等离子体甲烷有氧转化的研究

作者：仲学军重庆大学

学位级别：硕士

等离子体化学反应技术是现代化工领域发展迅速的重要反应技术,本文将射频放电等离子体这一低温非平衡等离子体技术应用于甲烷有氧转化反应,探索研究了利用甲烷转化制取C烃的新途径。根据射频等离子体化学反应基本原理,选择了在低气压... 详细信息

等离子体化学反应技术是现代化工领域发展迅速的重要反应技术,本文将射频放电等离子体这一低温非平衡等离子体技术应用于甲烷有氧转化反应,探索研究了利用甲烷转化制取C烃的新途径。根据射频等离子体化学反应基本原理,选择了在低气压条件下激发原料气,设计制作了5 种不同结构形式的等离子体反应器。通过射频等离子体氨合成实验,比较了这5 种反应器对N+H转化的影响,得出TII型反应器对反应相对有利,并根据甲烷有氧转化的特点最后确定了夹套型反应器作为甲烷有氧转化用反应器。利用夹套型反应器对甲烷的射频等离子体有氧转化进行了系统的实验研究,得到了目标产物H、CH、CH、CH和少量的CO。研究表明,激发电压、放电面积、O/CH配比和气体总流量对甲烷的转化率、C烃的收率和选择性有显著影响,其适宜的转化条件为:激发电压1150V,放电面积7.065cm,O/CH配比0.17,混合气体总流量220ml/min。在此条件下得到甲烷转化率为80.4%,C 烃的总收率和总选择性为14.3%和18.7%。根据高能电子与分子发生离解反应的速度常数表达式和射频等离子体甲烷有氧转化的实验数据,拟合得到本实验条件下CH 有氧转化反应体系的幂指数型宏观动力学方程: -r=8. 6331exp(-137.91/w)·C·C 根据等离子体反应原理和反应产物组成,分析了射频等离子体条件下甲烷有氧转化反应的机理,认为通过电场激发形成的高能电子撞击O2和CH4,使之发生离解反应形成大量自由基,引起连锁的自由基反应形成目标产物,并选择了射频等离子体甲烷有氧转化的可能主要自由基反应作为生成目标产物的主要基元反应。

关键词：甲烷氧气氨射频等离子体反应器 C2烃动力学反应机理

射频等离子体制备球形Ti—6Al—4V粉末性能表征

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北京科技大学学报 2012年第2期34卷 164-168页

作者：盛艳伟郭志猛郝俊杰王玉明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

以不规则形状的Ti—6Al—4V(TC4)粉末为原料,通过射频等离子体球化处理制备了球形TC4粉末,并研究了球化处理对粉末特性及加料速率对粉末球化率的影响.利用扫描电子显微镜、激光粒度分析和霍尔流速计分别对其粉末微观结构、粒度分布和粉... 详细信息

以不规则形状的Ti—6Al—4V(TC4)粉末为原料,通过射频等离子体球化处理制备了球形TC4粉末,并研究了球化处理对粉末特性及加料速率对粉末球化率的影响.利用扫描电子显微镜、激光粒度分析和霍尔流速计分别对其粉末微观结构、粒度分布和粉体性能进行了测试和分析.结果表明:TC4粉末经等离子球化处理后得到表面光滑、球形度好及球化率可达到100%的球形粉末;球化处理后,粉末的松装密度、振实密度和粉末流动性得到明显改善,粒度略微增大;随着加料速率的增加,TC4粉的球化率逐渐降低.

关键词：钛合金粉末射频等离子体球化处理

射频等离子体球化GH4169粉末及其激光3D打印成型件的组织性能研究

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射频等离子体球化GH4169粉末及其激光3D打印成型件的组织性能研究

作者：赵超兰州理工大学

学位级别：硕士

与传统球形粉末制备方法相比,射频等离子体球化粉末技术具有能量密度高、气体电离程度高、等离子体焰炬温度高,无电极污染,反应气氛灵活可控等优点,可实现各类粉末的球化处理,制备高性能、高质量的粉末,尤其对难熔粉末的制备具有很大的... 详细信息

与传统球形粉末制备方法相比,射频等离子体球化粉末技术具有能量密度高、气体电离程度高、等离子体焰炬温度高,无电极污染,反应气氛灵活可控等优点,可实现各类粉末的球化处理,制备高性能、高质量的粉末,尤其对难熔粉末的制备具有很大的优势。本文选用多次激光3D打印后废弃的GH4169粉末,其粉末存在较多的缺陷,为了提高GH4169粉末的循环利用,降低成本,对废弃的粉末进行二次改造。采用射频等离子体球化技术以粉制粉,利用单因素变量法研究射频等离子体球化过程中的送粉速率、载气流量、氢气流量对粉末球化效果的影响。分析球化前后粉末的形貌来优化射频等离子体工艺参数,保证球化制粉生产过程稳定。结果表明:优化射频等离子体球化粉末的工艺参数,最优球化GH4169粉末的工艺参数为送粉速率为30g/min,载气流量为3L/min,氢气流量为20ml/min,中心气体流量为40L/min,护层气体流量为75L/min,功率为13kW,压力为82.68kPa,主要工作气体选择氩气,辅助工作气体选择氢气。对球化过程中产生的粉末表面纳米级颗粒进行清洗处理,进一步改善粉体特性。分析球化前后粉末的显微组织、化学成分、粉末特性。结果表明:球化粉末的显微组织主要包括胞状晶、柱状晶及少量的微晶。球化前后粉末的化学成分基本保持不变,球化后粉末流动性、松装密度得到了改善,粒径分布变窄。对球化前后的GH4169粉末进行激光3D打印,分析其成型件及拉伸件的显微组织及力学性能。结果表明:球形粉末堆积的间隙形状单一,适当的粒径分布,使得粉末堆积状态最紧密,成型件表面较光滑。球化前后粉末成型件的显微组织相近似,主要包括胞状晶、柱状晶。球化后粉末成型件的致密度、抗拉强度高于球化前粉末成型件,球化后粉末成型件显微硬度变化均匀,偏差较小。说明球化后粉末成型件综合性能得到改善,且激光3D打印的粉末形貌和粒径分布对成型件质量产生显著影响。

关键词：射频等离子体 GH4169 粉末激光3D打印粉末堆积

射频等离子体制备球形WC-Co粉末及其3D打印组织性能研究

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射频等离子体制备球形WC-Co粉末及其3D打印组织性能研究

作者：肖蒙昆明理工大学

学位级别：硕士

硬质合金具有高硬度、良好的强度和韧性,以及耐磨、耐热和耐腐蚀等特点,被广泛应用于军工、国防、地质勘探以及工业生产等领域。传统粉末冶金方法难以制备复杂形状的硬质合金零件和工具,限制了硬质合金优越性能的发挥。金属3D打印技术... 详细信息

硬质合金具有高硬度、良好的强度和韧性,以及耐磨、耐热和耐腐蚀等特点,被广泛应用于军工、国防、地质勘探以及工业生产等领域。传统粉末冶金方法难以制备复杂形状的硬质合金零件和工具,限制了硬质合金优越性能的发挥。金属3D打印技术可以直接实现复杂形状硬质合金零件的快速制造。3D打印需要以松装密度高、球形度高的粉末为原材料,目前商业化的喷雾造粒和烧结破碎方法制备的硬质合金粉末无法同时满足这两方面的要求。射频等离子体具有能量密度高、等离子体焰炬温度高、无电极污染和反应气氛可控等优点,是制备组分均匀、球形度高、流动性好的高品质球形粉末最有效的手段之一,尤其适用于制备难熔金属球形粉末。本文以研发3D打印用高品质球形硬质合金粉末为目标。以喷雾造粒WC-30Co粉末为原料,重点研究了粉末的射频等离子体球化工艺、后续热处理对粉末组织和性能的影响,并考察了粉末的选区电子束熔化(SEBM)成形效果和热等静压对成形件性能的影响,研究内容如下:(1)以喷雾造粒粉末为原料,利用射频等离子体球化制备了球形WC-Co粉末,并研究了球化工艺参数及后续热处理对粉末微观结构及性能的影响。球化后的粉末颗粒表面光滑、球形度高、颗粒内部致密。球化处理使粉末的松装密度、振实密度以及流动性得到明显改善。球化处理过程中的工艺参数对球化效果具有重要影响。就鞘气成分而言,随着鞘气中添加的氢气从0L/min增加到6L/min,等离子体焰炬气体的热导率逐渐增加,球化粉末中表面粗糙的“费列罗”颗粒减少,粉末的球化效果得到明显改善。当氢气流量增加至6 L/min时,送粉速率在40.5～81g/min的较大范围内变化,均能实现100%的球化。但随送粉速率的降低和鞘气中氢气流量的增加,球化粉末的Co含量减少,并且球化后的粉末物相组成发生变化,生成WC、CoWC和游离碳等有害相,经过后续950℃真空热处理可以将粉末的物相组成转变为WC和Co,游离碳含量控制在合理水平(0.06 wt.%),热处理后的粉末仍保持良好的球形度,可以作为3D打印用的原料粉末。(2)研究了SEBM工艺参数对成形件的孔隙率及其显微结构的影响。束流增加或者扫描速率降低均能使打印件的孔隙率降低。在相同的能量密度时,打印件的孔隙率随扫描速率的增加而降低。成形件的最低孔隙率为0.22%。WC晶粒在SEBM打印过程中发生快速长大,在垂直截面上出现不同尺寸的WC晶粒交错排列的层状结构,而水平截面无此结构。成形件的水平截面维氏硬度略高于垂直截面的维氏硬度。(3)研究了热等静压(HIP)处理对SEBM成形件显微结构及性能的影响。HIP可以显著消除SEBM打印件中的孔隙,提高试样的致密度。HIP处理后试样的物相组成不发生变化,仍为WC和Co。在试样的垂直截面上依然存在不同尺寸的WC晶粒交错排列的层状结构,并存在无法通过热等静压消除的Co池。热等静压处理后水平截面和垂直截面的维氏硬度呈现一定的均匀性。

关键词：射频等离子体 WC-Co 球形金属粉末 3D打印

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射频等离子体制备ISG微珠

射频等离子体制备ISG微珠

作者：蔡棋武汉理工大学

学位级别：硕士

玻璃制品在我们日常生活中已成为不可缺少的一部分,同时由于具有良好的化学稳定性且无毒无害,在处理高放废料方面也有着广泛地应用。诸多科学家和研究学者们,为了研究硼硅酸盐的腐蚀行为及机理,提出了一种国际简易玻璃(International Si... 详细信息

玻璃制品在我们日常生活中已成为不可缺少的一部分,同时由于具有良好的化学稳定性且无毒无害,在处理高放废料方面也有着广泛地应用。诸多科学家和研究学者们,为了研究硼硅酸盐的腐蚀行为及机理,提出了一种国际简易玻璃(International Simple Glass,ISG)。对玻璃化学稳定性的评估,通常采用的是美国试验学会提出的(Product Consistency Test,PCT)方法,然而该测试中使用的样品为无规则的ISG碎片,为了更好地进行定性和定量的研究,提出了一种新的想法,利用球形的ISG进行研究。本文选择利用射频等离子设备制备ISG微珠,首先确定不同试验参数对球化产物的影响,先选择一个合适的初始实验参数。利用ICP-OES,AAS,XRF对球化产物的组成进行分析,利用3d超景深显微镜和扫描电子显微镜对球化产物的宏观和微观形貌进行观测,利用激光粒度仪对粒径分布进行分析。然后在该实验参数的基础上进行微调,同时适当的调整原料组分,从而能够制备名义组分的ISG微珠。同时利用拉曼光谱,核磁共振B谱,DSC将ISG原料和ISG微珠进行对比,研究结果表明:1)以电熔炉烧制的ISG为原料,通过射频等离子体飞行熔化制备ISG微珠,研究不同实验参数对球化产物组成,良品率和粒径分布的影响。原料的粒径范围为50-300μm,在功率为40 kw,载气流速为2 L/min,载量为12 g/min,分散气体为1 L/min、鞘气为40(Ar)+12(H)时,制备的球化产物良品率最高为98%,平均粒径和径距最小,分别为112.557μm,0.640。2)随着载气流速和载量的提高,BO和NaO的含量逐渐升高,但良品率有所下降。在载气流速为4 L/min,载量12 g/min,分散气体1 L/min,球化产物表面光滑,相对于载气流速为2 L/min时,BO和NaO相对挥发量大幅度降低,从23.48%和56.36%降低为9.99%和39.23%。3)利用扫描电子探针显微镜(EPMA)对球化产物的横截面进行线扫描和面扫描分析。证明了元素分布没有明显的分布倾向,球化产物中元素分布均匀。4)调整原料组分和等离子参数,可以制备名义组分的ISG微珠。5)通过Raman,NMR-B,C曲线证明了射频等离子体制备的球化产物拥有较快的冷却速度,Raman结构与高温下的结构具有较高的相似性,同时ISG微珠中[BO3]硼氧三角体含量为66%,高于ISG原料中的55%。同时ISG微珠中的β石英相消失。6)在PCT试验中,ISG原料和ISG微珠的析出行为具有相似性,随着PCT时间的延长,可以明显观察到ISG微珠表面逐渐脱落。能够更为直观地研究玻璃腐蚀进程。

关键词：国际简易玻璃射频等离子体挥发量 ISG微珠

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射频等离子体法制备类金刚石薄膜

应用光学 2003年第6期24卷 32-34页

作者：张万虎谭宇师建涛刘永强胡仓陆西安应用光学研究所陕西西安710065

　利用射频等离子体化学气相沉积法,以丁烷、氢气和氩气的混合气体为原料,在Φ200mm锗基片上沉积出均匀的类金刚石薄膜。研究类金刚石薄膜的特性及工艺参数对其性能的影响规律,给出应用于红外装置中的类金刚石薄膜镀膜元件光谱性能。

关键词：类金刚石薄膜射频等离子体功率密度