저주파 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마 젯의 특성 진다 및 표면 처리 효과 연구 :Diagnostics of low frequency atmospheric pressure dielectric barrier discharge jet and its surface treatment

배진희

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 배진희 (동아대학교, 동아대학교 대학원)

지도교수: 정태훈

발행연도: 2022

저작권: 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수16

이 논문의 연구 히스토리 (6)

2022

저주파 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마 젯의 특성 진다 및 표면 처리 효과 연구

배진희 물리학과 2022.01 학위논문

2021

저주파에서의 펄스 폭에 따른 저온 대기압 플라즈마의 특성 및 응용 연구

배진희 , 조혜민 , 정태훈 한국진공학회 학술발표회초록집 2021.02 학술대회자료

2020

수질개선을 위한 저온 플라즈마의 액체 처리 효과 연구

배진희 , 이재선 , 장소정 외 1명 대한토목학회 학술대회 2020.10 학술대회자료

젯 어레이 형 대기압 플라즈마의 처리 방식이 자궁경부암 세포에 미치는 영향 비교

배진희 , 조아라 , 조혜민 외 2명 한국진공학회 학술발표회초록집 2020.08 학술대회자료

구동주파수에 따른 대기압 플라즈마 젯의 특성 및 처리된 액체 내의 활성종 농도 변화

배진희 , 이재선 , 박용우 외 3명 한국진공학회 학술발표회초록집 2020.08 학술대회자료

대기압 플라즈마 발생장치의 구조에 따른 플라즈마의 특성 및 액체에서의 플라즈마 처리 효과 비교

배진희 , 조혜민 , 정태훈 한국진공학회 학술발표회초록집 2020.02 학술대회자료

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge, DBD) 형태의 대기압 플라즈마 젯 장치를 사용하여 플라즈마의 특성을 진단하고, 재료에서의 표면처리 효과를 알아보았다. 50 kHz의 저주파 고전압을 인가하고 주 방전 기체로 헬륨(He) 을 사용하여 플라즈마를 발생시켜 인가전압(1.3~1.9 kVpp), 듀티 비(5~50%), 산소 첨가량(5~40 sccm) 등 다양한 구동 조건에서 플라즈마의 특성 변화를 관찰하였다. 인가전압이 증가할수록 플라즈마 플룸의 길이는 증가하였고, 듀티 비 8%에서 가장 길게 뻗어 나왔다. 헬륨 기체에 대한 산소의 첨가량이 증가할수록 플라즈마의 방전은 약해지고 20 sccm부터 플룸의 길이가 눈에 띄게 감소하였다. 기체 온도는 다양한 조절변수에서 30~40℃로 유지되어 저온 플라즈마임을 확인하였다. 오존의 발생량은 최대 1.4 ppm으로 측정되었고, 산소를 첨가함에 따라 급격하게 증가하였다. 전압-전류 파형을 통해 방전 전류와 전력을 계산한 결과, 듀티 비 8%에서 순간 전력 값이 가장 높았다. 광 방출 분광법 (Optical Emission Spectroscopy, OES) 을 이용하여 대기와의 충돌로 인해 생성된 대표적인 활성 종(NO, OH, N2, N2+, O 등) 을 확인하였다. 볼츠만 플롯 방법(Boltzmann plot method)을 통해 전자여기온도를 계산하여 플라즈마의 중요 변수인 전자온도의 경향을 확인할 수 있었다.
플라즈마의 특성을 진단한 결과를 바탕으로 액체 및 재료에서의 표면처리 효과를 알아보았다. 플라즈마 처리된 액체인 증류수(Deionized water, DW) 내에서 생성된 활성 종의 농도를 정량적으로 비교하였으며, 처리 시간에 따른 pH 및 전도도를 측정하였다. 표면 처리를 위한 재료로는 폴리스티렌(Polystyrene) 과 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide) 을 사용하였고, 접촉각을 측정하여 친수성 효과를 확인하고 표면에너지를 알아보았다. 플라즈마 처리로 ITO의 면저항은 감소하고, 광 투과도에는 큰 영향을 끼치지 않으며 ITO 표면의 화학적 조성 변화를 확인한 결과, O-H의 증가가 접촉각 감소에 상관관계가 있음을 보았다. 이를 통해 저주파에서 동작하는 유전체 장벽 방전 플라즈마가 액체와 재료 표면에 영향을 미치는 것을 확인하고 플라즈마 방전 특성과의 상관관계를 알아보았다.

This paper has investigated the characteristics of dielectric barrier discharge (DBD) jet and its effect on surface treatment on materials and liquids. A DBD jet generated a helium plasma by applying a DC voltage at a low frequency (50 kHz) and compared plasma characteristics by plasma control parameters (such as applied voltage, duty ratio, additive oxygen gas). Plasma plume length, gas temperature, electron excitation temperature, discharge current, power, and optical emission spectrum were depended on plasma control parameters.
Atmospheric pressure plasma (APP) treatment of liquids results in activation and non-equilibrium dissociation of water molecules, forming the short-lived species (~ ns) such as H atoms, OH radicals. Chemical reactions between these species form stable species, such as H2O2, NO2- NO3- and O3. Reactive oxygen and nitrogen species (RONS) produced by the plasma can produce more RONS in the liquid. The concentrations of H2O2, NO2- NO3- and O3 in plasma-treated DW was obtained with a UV-Vis spectrophotometer. Additionally, we confirmed the pH value decreased and the conductivity increased with the treatment time.
Plasma treatment of materials is considered one of the methods to improve electrical properties in various surface treatment techniques. To obtain higher electrical conductivity, it should enhance either the free carriers ions or the carrier mobility. The free carrier ions increase with interstitial metal ion impurities, oxygen vacancies, and doping, and these oxygen vacancies can affect by APP containing oxygen radicals. APP can also be applied to materials to modify the surface. APP was treated on the indium tin oxide (ITO) as a transparent electrode to check the contact angle, surface energy, sheet resistance, transmittance, and chemical changes on the surface. The contact angle decreased from 40°to 12°significantly, and the surface energy increased 56 mJ/m2 to 72 mJ/m2 in the plasma-treated ITO with the treatment time. However, there was no significant difference in transmittance compared to before APP treatment. The sheet resistance decreased after plasma treatment and then slightly increased from 10 seconds. And the chemical changes in the plasma-treated ITO depended on the plasma control parameters and plasma treatment time. The oxygen vacancy of plasma-treated ITO was increased (~ 30 s) and then reduced(~ 120 s) by plasma treatment time, and the oxygen bond of the hydroxide (O-H band) was increased as plasma treatment time increased.

#대기압플라즈마 #유전체장벽대전 #대기압플라즈마젯

Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 이 론 3
1. 대기압 플라즈마의 정의 및 분류 3
2. 대기압 플라즈마의 특성 분석 방법 8
3. 대기압 플라즈마와 재료 표면의 상호작용 17
Ⅲ. 실험 장치 및 실험 방법 22
1. 대기압 플라즈마 발생장치 및 특성 분석 방법 22
2. 대기압 플라즈마 처리된 액체에서의 분석 방법 26
3. 대기압 플라즈마 처리된 재료 표면 분석 방법 27
Ⅳ. 실험 결과 29
1. 대기압 플라즈마의 특성 29
2. 대기압 플라즈마 처리된 액체에서의 변화 46
3. 대기압 플라즈마 처리된 재료 표면에서의 변화 50
Ⅴ. 토 의 61
Ⅵ. 결 론 62
참고 문헌 64
Abstract 68

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (6)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)