电晕放电的物理原理和应用

《电晕放电的物理原理和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电晕放电的物理原理和应用Mario.DellaSantaME.RO,DonteaMoriano,(LU)电晕放电过程是塑料薄膜加工的基本组成部分，因此必须深刻理解它的工作原理和影响放电过程的重要参数的意义。本文将尽可能简单地分析和帮助你了解它的本质因素和操作的重要性，以便能正确地操作仪器，取得最佳的处理结果。使用电晕的目的在塑料的处理过程中，挤压、匹配、拉伸和金属化都特别重要，这些操作都需要塑料表面对所匹配的物质（油墨、胶粘剂、油漆和金属）有很强的附着性，因此塑料表面要有可润湿性能，以便形成稳定、安全的附着。有时，两

2、种材料的物理和化学特性使得它们能自发地胶合在一起，但在大多数情况下，作为基面的塑料表面必须通过物理的方法来增加它的润湿性能，使其能适应要进行的加工条件，这时就需要用到电晕放电。可用图示来说明电晕处理系统的细目。此图由电动机机（工作频率通常在15到40KHZ之间）、加速转换器和处理单元组成。处理单元包括一个或多个电极和一个转辊，此转辊由电能驱动，表面包有绝缘材料支撑要处理的薄膜。依据具体的应用，电极和要处理的膜面之间的空气间隙在1.5mm到2.5mm之间。当处理很宽的薄膜时（高到10m），空气间隙为2到2.5mm，因为

3、此时很难保持太低的空气间隙。这时建议使用一种叫做空气间隙控制系统，它能在电极的全部长度下保持空气间隙为常量。当对电极施加电压时，在薄膜和电极之间的空气间隙上便产生了放电效应，使薄膜活性增加。随即产生的现象就是电离，在某种意义上电场能使得中性分子离解，那些本身就存在在空气中的离子在电场的7作用下离解开始加快。反过来，新产生的离子又能离解其他的分子，如此循环下去。即可以说在电场的影响下，存在着一种电离粒子的运动。当电场强度增加时，离子的运动速度将增加，同样电离离子的动能也将增加。若电场的能量足够高时，绝缘层便在空气中分解

4、。运动的离子可形成电流，电极与薄膜之间的空气间隙也就变成了导体。因此，可看见兰色的电晕放电现象，这表明通常的空气间隙绝缘层已被打破。在每次电击过程中，部分离子的动能会转化成热能，引起空气间隙温度的上升。当电动机的输出功率增加时，就会有更多的电离粒子产生，动能的增加可由电晕放电的强度变化看出。塑料薄膜的电晕放电是通过粒子轰击和进入表层分子结构中产生的，使用氧化和制造电极单元的方法来增加要处理材料的表面张力。离子的振动频率在处理中并不是特别重要，而粒子对材料的冲击能量却很重要。离子通过电离的粒子氛围到达放电材料的表面需要

5、一段时间，虽然看起来时间很长，但和产生的电场的变化时间相比，只需很短的时间即可达到目标。离子的运动时间和它的质量、电场的强度、空间电荷的密度和空气间隙的大小有关。撞击要处理材料表面的带电粒子的能量和电动机功率与粒子存在时间的乘积成正比。即使电晕放电的物理和化学效应相当复杂，但通过在不同的系统上可再现，对于给定的要处理的材料电晕放电很容易被证实。欲得到需要的表面张力应使用具体的功率，可由下式确定：PSP=Pout/Prod式中：PSP：具体的功率（W.min/m2）Pout：马达的输出功率Prod：生产线产量（m2/m

6、in）然而得到所需表面张力时，应用的具体功率取决于要处理材料的性能，特别取决于其中含有的添加剂用量和性质。为了确定得到给顶的薄膜润湿张力时所用的具体的功率值，必须经常在实验室的小样品或薄膜产品上进行实现测试。下表给出了在不同类型的薄膜上得到42dyn/cm的表面张力时，所需的具体功率值。吹膜添加剂Wmin/m2Dyn/cmHDPE200ppm842LDPE500ppm1242LLDPE1000ppm1642流延薄膜添加剂Wmin/m2Dyn/cmHDPE200ppm1242LDPE500ppm1542LLDPE100

7、0ppm2042BOPP共挤1842均聚物2642PP200ppm1442200ppm1942500ppm2542如前所述，上述数值只能看成预计值。7有时也可能发生如下情况：即使具体功率的数值远高于表中所示值，也不能得到所需的润湿张力，此时必须注意所使用的添加剂的用量和类型及取得最佳放电效果时可能要做的工作。电晕放电时的参数1．空气间隙如前所述，根据放电电极的长度，空气间隙可从1.5mm调节到2.5mm。当电极很长时，由于很难保持太低的空气间隙，应在2到2.5mm之间调节，这是因为放电单元的轴承结够不稳定，也受周边温

8、度和传送功率的影响。为了保持空气间隙大小不变，要在放电单元中安装空气间隙控制设备，用来监视电极和薄膜之间的距离及补偿轴承结构的移动。在上述的测量范围内，使用相同的具体功率处理时不会出现明显的区别。2．电极电极通常由铝和不锈钢制成，根据应用的类型—转辊、刀和刀组的不同，电极有不同的形状，表面涂有硅树脂或陶瓷绝缘层。除了绝缘电极外，其他的电极在处理