تولید و بررسی مشخصه های پلاسمای سرد اتمسفری به روش تخلیه سد دی الکتریک و تاثیر آن بر خواص شیمیایی و فیزیکی مواد

امروزه، پلاسماهای سرد فشار اتمسفری، به دلیل تولید در فضای آزاد، در صنعت و پزشکی بسیار مورد اقبال واقع شده اند. از میان چشمه های پلاسمای سرد فشار اتمسفری با ساختارهای متفاوت، جت پلاسمای سرد به دلیل ویژگی های عملکردی منحصر به فردی همانند دمای پایین، طراحی آسان، سادگی کنترل و هم چنین عدم محدودیت قرار گیری نمونه در فضای میان الکترودها، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این رساله به هدف تولید و شناخت جت پلاسمای dbd فشار اتمسفری و مطالعه ی تأثیر آن بر خواص فیزیکی و شیمیایی سطوح جامد، تدوین شده است. در این رساله، جت های پلاسمای فشار اتمسفری با آرایش های هندسی متفاوت به روش تخلیه ی سد دی الکتریک (dbd)، توسط منبع تغذیه ی ac در فرکانس کمتر از 20 کیلوهرتز تولید و مورد مطالعه قرار گرفته است. هم چنین به هدف بررسی رژیم عملکردی پلاسما و توانایی آن در پردازش سطوح، به بررسی ویژگی های ظاهری، الکتریکی و طیفی آن پرداخته شده است. در ادامه، جهت افزایش وسعت پردازش سطوح پلاسما، آرایه ی یک بعدی جت 4 تایی طراحی و مورد مطالعه قرار گرفته شده است و برای همزمانی برقراری جت در 4 شاخه و جلوگیری از اتلاف توان، از محدود کننده خازنی مجزا برای هر شاخه استفاده شده است. پس از بررسی پایداری آرایه، به هدف شناخت بررسی عوامل ناپایداری و مطالعه ی برهم کنش میان جت ها با هم و هم-چنین با گاز زمینه، به تصویربرداری فوق سریع و شلرن و تحلیل مشاهدات پرداختیم. نتایج، برهم کنش میان گلوله های پلاسمایی را نشان می دهد. در حضور پلاسما، طول منطقه ی آشفتگی بیشتر می شود و نیروی دافعه ی قوی میان جت های پلاسما موجب انحراف آن ها از مسیر انتشار می شود که عامل مهمی در نایکنواختی پردازش به شمار می رود. در این رساله، پلاسمای سرد اتمسفری در محیط آب نیز تولید شده که در استرلیزاسیون و رفع آلاینده های محیط مایع بسیار کارا می باشد. پس از تولید و شناخت پلاسما، در مرحله ی کاربرد، ar، he و ar/o2 برای فعال سازی و اصلاح سطوح جهت بهبود خواص آبدوستی و خاصیت چسبندگی استفاده کرده ایم. در این کار، سطوح پلی وینیل کلراید، لاستیک سیلیکون، میکا، سنگ مخزن استخراج نفت و دو نوع لعاب (کاشی و کف) استفاده شده است که در صنعت بسیار پرکاربرد هستند. پلاسما با فعال سازی سطوح آنها، کارایی آنها را افزایش خواهد داد. جهت شناخت تأثیر پلاسما بر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی سطوح، از اندازه گیری تغییرات زاویه ی تماس با سطح، اندازه گیری تغییرات انرژی سطح و هم چنین آنالیزهای ftir، afm و xps استفاده شده است. کاهش زاویه تماس و افزایش انرژی سطح مواد نشان از افزایش گروه های قطبی روی سطح آنها و افزایش قدرت آبدوستی و رنگ پذیری سطوح می باشد. نتایج حاصل از طیف سنجی ftir نشان می دهد که پلاسمای ar و ar/o2 با شکستن پیوندهای کربنی و جایگزین کردن عناصر فعالی همچون اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن در آن ها، قادر به بهبود ویژگی های ترپذیری و چسبندگی و در نتیجه بهبود کارایی آن ها خواهد بود. آنالیزهای afm و xps نشان از لایه برداری و افزایش قدرت چسبندگی سطوح لعابهای فریت و خام در نتیجه ی اثر پلاسمای he بر سطوح آنها می باشد.