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Artículo de método

Cómo Encender una presión atmosférica de microondas de la antorcha de plasma sin ningún Encendedores adicionales

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DOI:

10.3791/52816

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16 de abril de 2015

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En este artículo

Resumen

Esta película muestra cómo una antorcha de plasma atmosférico puede ser encendida por microondas sin encendedores adicionales y proporciona una operación de plasma estable y continua adecuada para muchas aplicaciones.

Resumen

Esta película muestra cómo un soplete de plasma a presión atmosférica puede ser encendido por la energía de microondas sin encendedores adicionales. Después de la ignición del plasma, una operación estable y continua del plasma es posible y la antorcha de plasma se puede utilizar para muchas aplicaciones diferentes. Por un lado, la caliente (3600 K de temperatura de gas) de plasma se puede utilizar para procesos químicos y por otro lado el resplandor frío (temperaturas de hasta casi RT) se pueden aplicar para los procesos de superficie. Por ejemplo síntesis químicas son procesos volumen interesantes. Aquí la antorcha de plasma de microondas se puede utilizar para la descomposición de los gases residuales nocivos y contribuyen al calentamiento global, pero son necesarios como el grabado de gases en el crecimiento de los sectores de la industria como la rama de semiconductores. Otra aplicación es la disociación de CO 2. Excedente de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables puede utilizarse para disociar CO 2 a CO y O2. El CO puede ser más prosar en hidrocarburos superiores gaseosos o líquidos, proporcionando así el almacenamiento químico de la energía, los combustibles sintéticos o químicos de plataforma para la industria química. Aplicaciones del resplandor de la antorcha de plasma son el tratamiento de superficies para aumentar la adherencia de la laca, el pegamento o la pintura, y la esterilización o descontaminación de los diferentes tipos de superficies. La película se explica cómo encender el plasma únicamente por la potencia de microondas sin ningún ignitores adicionales, por ejemplo, chispas eléctricas. La antorcha de plasma de microondas se basa en una combinación de dos resonadores - una coaxial que proporciona la ignición del plasma y una cilíndrica, que garantiza un funcionamiento continuo y estable del plasma después de la ignición. El plasma puede ser operado en un tubo transparente a largo microondas durante los procesos de volumen o en forma de por orificios para los propósitos de tratamiento de superficies.

Introducción

Sopletes de plasma de microondas presión atmosféricas ofrecen una variedad de aplicaciones diferentes. Por un lado se pueden utilizar para los procesos químicos de volumen y por otra parte su plasma resplandor puede ser aplicado para el tratamiento de superficies. Como tratamiento de la superficie procesa el tratamiento para aumentar la adherencia del pegamento, pintura o laca o la descontaminación o esterilización de superficies puede ser identificado. El propio plasma caliente y reactiva se puede utilizar para los procesos de volumen, como la descomposición de los gases residuales 1-7. Estos gases residuales son perjudiciales, contribuyen al calentamient....

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Protocolo

1. Medición del magnetrón

Nota: El esquemática de la configuración experimental para medir el magnetrón se representa en la Figura 1A.

  1. Conecte el magnetrón de un aislante que consiste en un dispositivo de circulación y una carga de agua con 10 tornillos.
  2. Conecte el aislante a un acoplador direccional con 10 tornillos.
  3. Conecte el acoplador direccional a una segunda carga de agua con 10 tornillos.
  4. Proporcione todas las cargas de agua con agua.
  5. Calibrar el analizador de espectro con su función de calibración de acuerdo con el protocolo del fabricante.
  6. Conectar un a....

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Resultados

Para proporcionar una ignición del plasma sin ningún ignitores adicionales, así como una operación de plasma estable y continua un resonador coaxial de alta calidad con una frecuencia de resonancia ajustable se combinó con una baja calidad del resonador cilíndrico a una antorcha de plasma de microondas. El esquema de esta antorcha de plasma se presenta en la Figura 3. El plasma está confinado en un tubo transparente a las microondas, aquí un tubo de cuarzo. Este tubo puede actuar como una cámara d.......

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Discusión

La película presentada explica cómo una ignición de un plasma de microondas presión atmosférica sin ningún ignitores adicionales se puede realizar, los principios básicos de esta antorcha de plasma de microondas, su ajuste, el proceso de ignición del plasma y su operación estable y continua. Como se describe en la introducción, ya hay diferentes tipos de sopletes de plasma de microondas pero ninguno de los proporcionan una ignición del plasma sin ningún ignitores adicionales así como la operación de plasma estable y con.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a la Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V., AiF (Federación Alemana de Asociaciones de Investigación Industrial) y a la Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG (Fundación Alemana de Investigación) por financiar parcialmente el trabajo presentado bajo el contrato número 14248 y STR 662/4-1, respectivamente.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Magnetrón de 2 kWMuegge MH2000S 211BA 2
kW fuente de alimentaciónMuegge ML2000D-111TC
aislante - circulador con carga de aguaMuegge MW1003A-210EC
carga de aguaMuegge MW1002E-260EC
afinador de tres muñonesMuegge MW2009A-260ED
orificioscaseros
antorcha de plasma de microondas analizadorde
Analizador de red AgilentE4402B
Kit de calibración
Atenuador de 20 dBWeinschee engineering20 dB AA57u8
transición de guía de onda coaxial a rectangularMuegge MW5002A-260YD
adaptador 7-16 a conector NTelegä rtner7-16/N Adaptador
cable coaxialRosenberger HochfrequenztechnikLU7_070_800
cámara de alta velocidadPhotronfastcam SA5
lente Revueflexmakro revuenon 1:3.5/28mm
ventilación de gas localIndustrievertrieb HenningACD220
Gafas de protección UVuvexProbador de fugas de microondas HC-F9178265
conrad electrónicono disponible
medidor de inspección de microondasHoladay industries inc.81273
espectro casero de MS4662A Anritsu Acoplador direccional modelo 3753 casero

Referencias

  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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