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Articolo metodologico

Come Ignite una Pressione atmosferica Microonde torcia al plasma senza alcuna accenditori supplementari

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DOI:

10.3791/52816

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16 aprile 2015

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In questo articolo

Sommario

Questo filmato mostra come una torcia al plasma atmosferico può essere accesa da microonde senza accenditori aggiuntivi e fornisce un funzionamento stabile e continuo del plasma adatto a molte applicazioni.

Abstract

Questo film mostra come una torcia al plasma a pressione atmosferica può essere incendiato da potenza a microonde senza accenditori supplementari. Dopo l'accensione del plasma, un funzionamento stabile e continuo del plasma è possibile e la torcia al plasma può essere utilizzato per svariate applicazioni. Da un lato, la vasca (3.600 K temperatura gas) plasma può essere utilizzato per processi chimici e dall'altro bagliore fredda (temperature fino a quasi RT) possono essere applicati per processi di superficie. Per esempio sintesi chimiche sono processi di volume interessanti. Qui la torcia al plasma a microonde può essere utilizzato per la decomposizione di gas di scarico nocivi e contribuiscono al riscaldamento globale, ma sono necessari come incisione gas nella coltivazione settori industriali come il ramo semiconduttori. Un'altra applicazione è la dissociazione di CO 2. Energia elettrica Surplus da fonti energetiche rinnovabili può essere utilizzato per dissociarsi CO 2 di CO e O 2. Il CO può essere ulteriormente protrasformati ad idrocarburi superiori gassosi o liquidi fornendo così stoccaggio chimico dell'energia, combustibili sintetici o chimici piattaforma per l'industria chimica. Applicazioni del bagliore della torcia al plasma sono il trattamento di superfici per aumentare l'adesione di lacca, colla o vernice, e la sterilizzazione o decontaminazione di diversi tipi di superfici. Il film spiega come accendere il plasma esclusivamente dalla potenza microonde senza accenditori supplementari, ad esempio, scintille elettriche. La torcia al plasma a microonde è basato su una combinazione di due risonatori - uno coassiale che fornisce l'accensione del plasma e una cilindrica che garantisce un funzionamento continuo e stabile del plasma dopo l'accensione. Il plasma può essere utilizzato in un tubo lungo microonde trasparente per i processi di volume o formate da orifizi per scopi di trattamento superficiale.

Introduzione

Torce al plasma a microonde Pressione atmosferica offrono una varietà di applicazioni diverse. Da un lato possono essere utilizzati per i processi chimici di volume e dall'altro loro plasma bagliore può essere applicata per il trattamento di superfici. Come trattamento di superficie elabora il trattamento per aumentare l'adesione di colla, vernice o lacca o la decontaminazione o sterilizzazione di superfici può essere chiamato. Il plasma caldo e reattiva stesso può essere utilizzato per i processi di volume come la decomposizione del gas di scarico 1-7. Questi gas di scarico sono nocivi, contribuiscono al riscaldamento globale e difficilmente posso....

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Protocollo

1. Misurazione della Magnetron

Nota: Lo schema del setup sperimentale per misurare il magnetron è illustrato nella Figura 1A.

  1. Collegare il magnetron ad un isolante costituito da un circolatore e un carico di acqua con 10 viti.
  2. Collegare l'isolatore ad un accoppiatore direzionale con 10 viti.
  3. Collegare l'accoppiatore direzionale per un secondo carico acqua con 10 viti.
  4. Fornire tutti i carichi d'acqua con l'acqua.
  5. Calibrare l'analizzatore di spettro con la sua funzione di taratura secondo il protocollo del produttore.
  6. Collegare un attenuatore 2....

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Risultati

Per fornire un'accensione plasma senza accenditori supplementari così come un'operazione plasma stabile e continuo un risonatore coassiale di alta qualità con una frequenza di risonanza registrabile è stato combinato con un risonatore bassa cilindrica qualità ad una torcia al plasma a microonde. Lo schema della torcia al plasma è presentato nella figura 3. Il plasma è confinato in un tubo trasparente alle microonde, qui un tubo di quarzo. Questo tubo può agire come una camera di reazione p.......

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Discussione

Il film presentato spiega come l'accensione di un plasma a microonde pressione atmosferica senza accenditori supplementari può essere realizzato, i principi di base di questa torcia al plasma a microonde, la sua regolazione, il processo di accensione del plasma e del suo funzionamento stabile e continuo. Come descritto nell'introduzione, esistono già diversi tipi di torce al plasma a microonde ma nessuno di quelli forniscono l'accensione del plasma senza accenditori aggiuntivi e funzionamento plasma stabile .......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare l'Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V., l'AiF (Federazione tedesca delle associazioni di ricerca industriale) e la Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG (Fondazione tedesca per la ricerca) per aver finanziato in parte il lavoro presentato rispettivamente con il contratto numero 14248 e STR 662/4-1.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
2 kW magnetronMuegge MH2000S 211BA
2 kW alimentatoreMuegge ML2000D-111TC
isolatore - circolatore con carico d'acquaMuegge MW1003A-210EC
carico d'acquaMuegge MW1002E-260EC
sintonizzatore a tre tronchettiMuegge MW2009A-260ED
orifizifatti in casa
fatto in casa
AgilentE4402B
analizzatore di reteAnritsukit di calibrazione MS4662A
modello 3753
accoppiatore direzionalefatto in casa
Attenuatore da 20 dBWeinschee engineering20 dB AA57u8
transizione da coassiale a guida d'onda rettangolareMuegge Adattatore MW5002A-260YD
da 7-16 a connettore N rtner7-16/N Adattatore
cavo coassialeRosenberger HochfrequenztechnikLU7_070_800
telecamera ad alta velocitàPhotronfastcam SA5
lenteRevueflexmakro revuenon 1:3,5/28mm
ventilazione a gas localeIndustrievertrieb HenningACD220
occhiali di protezione UVuvexTester di perdite a microonde HC-F9178265
conrad electronicnot available
misuratore di rilevamento a microondeHoladay industries inc.Codice 81273
torcia al plasma a microonde analizzatore di spettro Anritsu

Riferimenti

  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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Ristampe e permessi

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