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电晕的原理和发展历史

2023-05-31 14:21:00 来源:中之星色彩
电晕原理是指在高电压作用下,尖锐物体或电极附近的气体发生电离现象,形成电晕放电的过程。以下是电晕原理的详细说明:

高电压作用:在电晕处理中,通过施加高电压(通常为几千伏)到电晕电极上,形成强电场。该电场使得附近的气体分子受到电场力的影响,电子和正离子发生位移。

电子释放和离子化:当电晕电极的尖端或锐角部分附近的电场强度超过了气体中分子的电离能时,电子会从尖端或锐角释放出来。这些电子具有足够的能量来离开电极表面并离子化周围的气体分子。这样形成了一个等离子体区域,其中包括电子、正离子和中性分子。

空间电荷区域:由于电子和正离子的产生,等离子体区域中会形成空间电荷区域。电子具有负电荷,正离子具有正电荷,它们的存在导致等离子体区域中形成了一个局部的电场。

空气电离和电晕放电:在电晕电极附近的气体中,电场强度超过了气体分子的击穿电场强度时,气体分子会经历电离过程,进一步释放出电子和正离子,形成更多的等离子体。这些等离子体区域和空间电荷区域的形成导致电晕放电的发生。电晕放电时产生的电子和正离子会以高速移动,与周围的气体分子发生碰撞,并产生各种化学和物理效应。

表面效应:电晕放电释放的电子和正离子对待处理材料表面产生影响。它们可以改变材料表面的化学状态、氧化物生成、表面能的增加以及润湿性和附着力的提高。

电晕工艺是在20世纪初发展起来的一种表面处理技术。以下是电晕工艺的起源和发展现状的简要概述:

电晕现象最早被观察到是在19世纪末,当时科学家们注意到,在高电压下,尖锐物体附近的空气会发出一种闪烁的光,这被称为电晕放电。1901年,法国科学家H. W. Geitel首次提出了利用电晕放电来改变物体表面特性的概念。随后,一些科学家和工程师开始研究和开发电晕处理技术。

20世纪初,电晕处理技术开始应用于印刷行业,用于提高油墨在纸张表面的润湿性和附着力。最初的电晕设备比较简单,使用的电压较低,处理效果有限。随着科学研究和工程实践的不断深入,电晕设备得到了改进和优化,处理效果显著提高。

在20世纪后半叶,随着塑料和涂料等新材料的广泛应用,电晕工艺也得到了进一步的发展。电晕设备的设计更加精密,电晕电压的控制更加精准,可以适应不同材料的处理需求。同时,电晕处理技术的应用领域也扩展到包装、标签、印刷电路板、光学器件等领域。

电晕工艺在现代工业中仍然具有重要的应用价值。随着科学技术的进步和材料研究的不断深入,电晕处理的工艺和设备得到了更多创新和改进。例如,引入了新型电极设计、高频电晕技术、冷等离子体技术等,以提高处理效率、降低能耗和改善处理质量。

此外,电晕工艺也与其他表面处理技术结合使用,如等离子体喷涂、等离子体清洗等,以满足不同行业对表面性能的要求。


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