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研究生: 郭福升
Kuo, Fu-Sheng
論文名稱: 大面積常壓電漿技術之研究
Development of Large-Area Atmospheric Plasma Technology
指導教授: 孫亦文
Sun, I-Wen
洪昭南
Hong, Chau-Nan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系碩士在職專班
Department of Chemistry (on the job class)
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 112
中文關鍵詞: 常壓電漿
外文關鍵詞: atmospheric pressure plasma
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  • 電漿由於本身具有高位能和低動能,因此許多高溫下才能達到的反應皆可於常溫下藉由電漿完成,此種優良特性將保護材料的整體性質不受高溫破壞,除此之外亦可大量節省高溫所需之能源。在本研究中所發展的低溫常壓電漿除具備低溫電漿的特點之外,尚具有不需配備昂貴的真空設備以及省卻了等候抽氣時間的優點,因此可增加處理速率,且不會產生二次污染。基於種種優點,低溫常壓電漿之應用將越來越廣。
    由於常壓電漿受限於電漿均勻度以及大面積尺寸,促使許多研究者投入常壓電漿電極之開發與設計。本研究以兩個主軸為主:(1)電極設計(2)對所設計之電極在聚亞醯胺(polyimide,PI)進行表面處理之測試。
    分析主要是從三方向進行評估:電極實際處理效果評估、基材處理前後之表面型態分析、處理前後之bulk性質比較,分別是以水滴接觸角(contact angle)、電子顯微鏡(SEM)、掃描探針顯微鏡(SPM)、X光電子光譜(XPS)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)來測試。
    綜合評估後,所設計之新電極具有便利性、耐久性、均勻性、大面積處理、實用性等特色。聚亞醯胺表面在電漿處理後鍵定確認,表面能已經明顯提高並且不損及聚亞醯胺之整體性質

    Low-temperature atmospheric plasma technology has been developed in this study. Low temperature(or cold)plasma exhibits many unique properties like extremely high reactivities, near room temperature process, energy-saving and environmental-friendly features, etc. Besides, atmospheric plasma does not require expensive vacuum apparatus and is suitable for continuous operations. Therefore, atmospheric cold plasma is economic, efficient and suitable for mass production embodying great potentials for industrial applications.
    However, atmospheric cold plasma suffers from the problems like inhomogeneous discharges, difficulty to scale up, etc. Various designs of atmospheric plasma electrodes have been studied by many research groups. A new electrode design is proposed and its efficiency in cleaning polyimide surface has been studied.

    總目錄 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 致謝 Ⅲ 總目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅶ 圖目錄 Ⅷ 第一章 緒論 1-1 前言 1 1-2 電漿種類及區分 2 1-3 電漿的應用 2 1-4 研究動機 3 1-5 各章提要 5 第二章 理論基礎 6 2-1 電漿原理 6 2-1-1 電漿定義 6 2-1-2 電漿特性 8 2-1-3 不平衡電漿與平衡電漿 13 2-2 常壓電漿 19 2-2-1 何謂常壓電漿 19 2-2-2 常壓電漿的形式 21 2-2-3 介電質放電 28 2-2-3.1 DBD之特性 28 2-2-3.2 DBD之種類及形式 30 2-2-3.3 DBD放電之基本原理 33 2-3 電漿表面改質 39 2-3-1 表面能 39 2-3-2 為何進行表面改質 41 2-3-3 電漿改質的原理 42 2-4 分析儀器之原理 44 2-4-1 化學分析電子光譜儀 44 2-4-2 掃瞄式電子顯微鏡 44 2-4-3 原子力顯微鏡 45 2-4-4電漿發射光譜分析儀 46 2-4-5 紅外線光譜儀 46 第三章 實驗裝置及研究方法 50 3-1 實驗流程 50 3-2 系統設計 51 3-3 電源及量測設備 52 3-4 實驗氣體及材料 52 3-5 實驗操作 54 3-5-1 電極穩定步驟 54 3-5-2 通入氣體步驟 54 3-5-3 測試電漿清潔PI效果 54 3-6 分析與鍵定 54 3-6-1 電漿行為觀察 54 3-6-2 I-V curve分析 55 3-6-3 各種氣體之電漿光譜分析(OES) 55 3-6-4 接觸角與表面能分析 55 3-6-5 表面行態觀察 56 3-6-6 電漿處理前後PI之鍵結分析 56 3-6-7 IR分析 56 第四章 結果與討論 59 4-1 電極設計 59 4-1-1a 雙層同軸套管電極設計 58 4-1-1b 三層同軸套管電極設計 60 4-1-2 薄片狀電漿電極 61 4-2 電漿行為探討 66 4-3 電學行為探討 71 4-3-1 同軸套管電極 71 4-3-2 電漿片電極 74 4-4 OES光譜分析 77 4-5 Contact angle分析 82 4-6 同軸套管電極與電漿片電極比較 86 4-7 表面粗糙度分析 92 4-8 表面型態觀察 96 4-9 IR光譜分析 98 4-10 ESCA光譜分析 101 第五章 結論 103 第六章 參考文獻 105 附錄 109 自述 112

    第六章 參考文獻
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    下載圖示 校內:2008-08-05公開
    校外:2008-08-05公開
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