به عنوان یک قطعه حیاتی از فناوری مدرن تصفیه هوا، انتخاب ماده برای الکترود تخلیه، جزء اصلی تصفیهکنندههای هوای پلاسما، مستقیماً کارایی تخلیه، پایداری و طول عمر دستگاه را تعیین میکند. مواد الکترود رایج در بازار عبارتند از آلیاژهای تیتانیوم، فولاد ضد زنگ و سیم تنگستن. هر ماده از نظر رسانایی، مقاومت در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی ویژگیهای متفاوتی را نشان میدهد که نیاز به بررسی جامع بر اساس سناریوهای کاربردی خاص دارد.
تجزیه و تحلیل مشخصه مواد اصلی الکترود
1. آلیاژهای تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیوم به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و استحکام بالا، انتخاب ارجح برای تصفیهکنندههای{0}هوای بالا هستند. لایه اکسید تیتانیوم (مانند TiO2) دارای خواص خود ترمیمی است، در برابر فرسایش مواد اکسید کننده قوی مانند ازن و اکسیدهای نیتروژن مقاومت می کند، و آن را برای محیط های کاری با بار بالا{{3} طولانی مدت مناسب می کند. داده های تجربی نشان می دهد که پس از 5000 ساعت کار مداوم در ولتاژ بالا 10 کیلو ولت، الکترودهای آلیاژ تیتانیوم همچنان می توانند بیش از 90 درصد راندمان تخلیه اولیه خود را حفظ کنند. با این حال، آلیاژهای تیتانیوم گران هستند و پردازش آنها دشوار است و بیشتر در زمینه های پزشکی، آزمایشگاهی و سایر زمینه ها با شرایط خلوص دقیق استفاده می شود.
2. فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ 304 یا 316L یک انتخاب متداول برای تصفیه کننده های هوای اقتصادی است که رسانایی خوبی را تنها با یک{2}}هزینه آلیاژهای تیتانیوم ارائه می دهد. با این حال، فولاد ضد زنگ در محیط های مرطوب مستعد خوردگی الکتروشیمیایی است و پس از استفاده طولانی مدت، یک لایه اکسید آهن روی سطح ایجاد می شود که منجر به تخلیه ناهموار می شود. مطالعات نشان میدهد که طول عمر الکترودهای فولاد ضد زنگ در محیطهای حاوی گوگرد{6}}ممکن است به کمتر از 2000 ساعت کاهش یابد. آبکاری پلاتین یا طلا می تواند مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد، اما این به طور قابل توجهی هزینه ها را افزایش می دهد.
3. رشته تنگستن
تنگستن دارای نقطه ذوب بالای 3422 درجه است که آن را برای ژنراتورهای پلاسما که نیاز به تخلیه فرکانس بالا- دارند مناسب می کند. ساختار رشته ای بسیار ظریف آن (معمولاً 0.1-0.3 میلی متر قطر) اثر غلظت میدان الکتریکی قوی تری ایجاد می کند و راندمان یونیزاسیون را تقریباً 15٪ -20٪ افزایش می دهد. با این حال، رشته های تنگستن شکننده و مستعد شکستن به دلیل ارتعاش مکانیکی هستند. علاوه بر این، اکسیداسیون سطح یک لایه عایق تشکیل می دهد که نیاز به تمیز کردن منظم دارد. یک تولید کننده ژاپنی از آلیاژ تنگستن-رنیم برای بهبود چقرمگی استفاده می کند و طول عمر را تا 8000 ساعت افزایش می دهد، اما قیمت واحد آن 40٪ بیشتر از رشته های تنگستن معمولی است.
روندهای آینده نشان می دهد که مواد کامپوزیتی (مانند کامپوزیت های تیتانیوم-گرافن) ممکن است پیشرفت باشد. یک آزمایشگاه کره جنوبی نوع جدیدی از الکترود را با 3 برابر افزایش رسانایی و کاهش 70 درصدی نرخ سایش توسعه داده است، اما فناوری تولید انبوه هنوز باید توسعه یابد. کاربران باید هنگام انتخاب خود، الزامات عملکرد و بودجه را متعادل کنند و به داده های تست پیری تسریع ارائه شده توسط سازنده توجه کنند.
