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Article de méthode

Comment Ignite une pression atmosphérique à micro-ondes de la flamme plasma sans aucune Allumeurs supplémentaires

20.5K vues

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DOI :

10.3791/52816

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16 avril 2015

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Dans cet article

Résumé

Cette vidéo montre comment une torche à plasma atmosphérique peut être allumée par micro-ondes sans allumeurs supplémentaires et fournit un fonctionnement stable et continu du plasma adapté à de nombreuses applications.

Résumé

Ce film montre comment une torche à plasma à pression atmosphérique peut être allumé en puissance micro-ondes sans allumeurs supplémentaires. Après l'allumage du plasma, un fonctionnement stable et continu du plasma est possible, et la torche à plasma peut être utilisé pour de nombreuses applications différentes. D'une part, le chaud (3600 K Température de gaz) plasma peut être utilisé pour les procédés chimiques et d'autre part la rémanence à froid (températures à presque RT) peuvent être appliqués pour les processus de surface. Par exemple synthèses chimiques sont des procédés de volumes intéressants. Voici la torche à plasma à micro-ondes peut être utilisé pour la décomposition des gaz résiduaires qui sont nocifs et contribuent au réchauffement global, mais sont nécessaires comme la gravure gaz dans les secteurs de l'industrie de plus en plus comme la branche des semi-conducteurs. Une autre application est la dissociation de CO 2. L'énergie électrique excédentaire à partir de sources d'énergie renouvelables peut être utilisée pour dissocier CO 2 à CO et O 2. Le CO peut être plus protransformés en hydrocarbures gazeux ou liquides supérieurs fournissant ainsi le stockage chimique de l'énergie, des carburants de synthèse ou de produits chimiques de plate-forme pour l'industrie chimique. Les applications de la rémanence de la torche à plasma sont le traitement de surfaces pour augmenter l'adhérence de la laque, de la colle ou de la peinture, et la stérilisation ou la décontamination de différents types de surfaces. Le film explique comment allumer le plasma uniquement par la force de micro-ondes sans allumeurs supplémentaires, par exemple, des étincelles électriques. La torche à plasma micro-ondes est fondé sur une combinaison de deux résonateurs coaxiaux - un qui fournit une l'allumage du plasma et un autre cylindrique qui garantit un fonctionnement stable et continu du plasma après l'allumage. Le plasma peut être utilisé dans un tube transparent aux micro-ondes pendant longtemps procédés de volume ou de forme par des orifices à des fins de traitement de surface.

Introduction

Torches à plasma à micro-ondes de pression atmosphériques offrent une variété d'applications différentes. D'une part, ils peuvent être utilisés pour des procédés chimiques et de volume, d'autre part leur plasma post-décharge peut être appliqué pour le traitement de surfaces. Comme traitement de surface traite le traitement pour augmenter l'adhérence de la colle, de la peinture ou de la laque ou la décontamination ou la stérilisation de surfaces peuvent être nommés. Le plasma chaud et réactif lui-même peut être utilisé pour les procédés de volume tels que la décomposition des gaz résiduaires 1-7. Ces gaz résiduaires sont nuisibles, contribue....

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Protocole

1. Mesure du magnétron

Remarque: Le schéma du dispositif expérimental permettant de mesurer le magnétron est représenté sur la figure 1A.

  1. Connectez le magnétron à un isolant constitué d'un circulateur et une charge d'eau avec 10 vis.
  2. Connectez l'isolant à un coupleur directionnel avec 10 vis.
  3. Connecter le coupleur directionnel à une deuxième charge de l'eau 10 avec des vis.
  4. Fournir toutes les charges d'eau avec de l'eau.
  5. Étalonner l'analyseur de spectre avec sa fonction d'étalonnage selon le protocole du fabricant.
  6. Connecter un at....

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Résultats

Pour assurer un allumage du plasma sans allumeurs supplémentaires ainsi que d'une opération de plasma stable et continue, un résonateur coaxial haute qualité avec une fréquence de résonance réglable a été combinée avec une faible qualité de résonateur cylindrique à une torche à plasma micro-ondes. Le schéma de cette torche à plasma est présenté dans la figure 3. Le plasma est confiné dans un tube transparent aux micro-ondes, ici un tube de quartz. Ce tube peut agir comme une chambre de réactio.......

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Discussion

Le film présenté explique comment une inflammation d'une pression atmosphérique plasma micro-ondes sans allumeurs supplémentaires peut être réalisé, les principes de base de cette torche à plasma micro-onde, son ajustement, le processus d'allumage du plasma et son fonctionnement stable et continue. Comme décrit dans l'introduction, il existe déjà différents types de torches à plasma à micro-ondes, mais aucun de ceux fournissent un allumage du plasma sans allumeurs supplémentaires ainsi que des opérations de .......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier l’Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen « Otto von Guericke » e.V., AiF (Fédération allemande des associations de recherche industrielle) et la Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG (Fondation allemande pour la recherche) pour avoir financé en partie les travaux présentés sous les numéros de contrat 14248 et STR 662/4-1, respectivement.

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Magnétron 2 kWMuegge  ;MH2000S 211BA
2 kW AlimentationMuegge  ;ML2000D-111TC
Isolateur - circulateur avec charge d’eauMuegge  ;MW1003A-210EC
charge d’eauMuegge  ;MW1002E-260EC
tuner à trois troncsMuegge  ;MW2009A-260ED
orificestorche
analyseur de spectre
Atténuateur 20 dBWeinschee engineering20 dB AA57u8
transition de guide d’ondes coaxial à rectangulaireMuegge  ;MW5002A-260YD
adaptateur 7-16 vers connecteur NTelegä ; rtner7-16/N Adaptateur
câble coaxialRosenberger HochfrequenztechnikLU7_070_800
caméra haute vitessePhotronfastcam SA5
objectifRevueflexmakro revuenon 1:3.5/28mm
ventilation locale par gazIndustrievertrieb HenningACD220
lunettes de protection UVuvexHC-F9178265
testeur d’étanchéité micro-ondesconradelectronic non disponible
radiamètre micro-ondesHoladay industries inc.Référence 81273
à plasma micro-ondes maison fait maison analyseur de réseau Agilent E4402B kit d’étalonnage MS4662A Anritsu modèle 3753 coupleur directionnel fait maison

Références

  1. Hong, Y. C., et al. Microwave plasma torch abatement of NF3 and SF6. Phys. Plasma. 13, 033508(2006).
  2. Kabouzi, Y., et al. Abatement of perfluorinated compounds using microwave plasmas at atmospheric pressure. J. Appl. Phys. 93 (12), 9483....

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Réimpressions et autorisations

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