一种分段螺纹式滚筒结构DBD粉末包覆装置

本发明涉及低压等离子体，具体涉及一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置。

背景技术：

1、随着电子工业的快速发展，环氧树脂封装材料以其优良的电气绝缘性能、机械性能在电子元器件的封装中得到了广泛应用。但聚合物材料固有的低导热系数和较差的耐热性能限制了其在对散热和热膨胀有较高要求场景下的应用。因此，如何提高环氧树脂导热性能同时维持良好的绝缘性能成为了要解决的难题。常见的解决方案主要是在树脂基体中填充高导热填料的方法制备树脂基导热绝缘复合材料。与高导热本征聚合物相比，填充型导热复合材料的制备方法较为简单，易于大规模生产。然而将粉末填料填入聚合物基体时由于二者存在极性差异大、属性不同无化学键连接的情况导致出现界面不相容，引入大量界面缺陷，故需对粉末填料进行包覆改性，消除界面极性差异、强化界面黏附性。

2、传统的粉末包覆方法有物理包覆法和化学包覆法。物理包覆法操作简单，适用于各种形状和材质的粉末颗粒，但是包覆层与基体的界面结合力较弱，容易发生剥离现象。化学包覆法可以通过调节化学反应条件来控制包覆层的厚度且能够形成更稳定的结合，但产生废液易对环境造成污染，需要严格控制反应条件。

3、近些年低温等离子体技术为解决上述问题提供了新思路。低温等离子体对材料表面进行改性能够在较短的时间内激发表面活性，产生大量的自由基。通过电离媒质将所需聚合物基团植入粉末表面，实现包覆层与基体的紧密结合，提高包覆层的附着力和稳定性。采用低温等离子体对粉末填料进行处理，包覆层与基体界面结合力强，无需繁琐的干燥步骤且无废液污染，环保无毒。但是低温等离子体改性技术包覆粉末的包覆层均匀性难以控制，存在粉末易团聚、性能不稳定等问题。

4、现有技术公开号cn 114316509 a提出偶联剂改性、机械混合法的物理包覆改性相结合的方法，然而该方法工艺复杂，对各组分原材料重量配比要求严格，后续吸收剂粉末处理步骤繁琐，对吸收剂粉末的物理改性需要在高温下才能进行。公开号cn104028749a使用化学包覆法对金属磁粉进行绝缘包覆，反应过程中涉及到大量的化学反应和物质转化，过程较复杂，产生的废液对环境造成污染。公开号cn103247803a所采用的同轴dbd粉末包覆装置放电起始电压高、处理粉末效率低、包覆层不均匀且需要低气压环境。现有技术申请号为：cn202211159946.3公开了一种滚筒式dbd绝缘陶瓷粉末包覆装置，采用滚筒装置作为等离子体反应器对纳米粉末颗粒进行表面包覆，实现电介质储能密度的有效提高。在实践中发现经过该装置处理后的纳米粉末与环氧基环氧基生成的复合材料的热导率提升不可控，其原因很大可能是因为粉末包覆不均匀，进而导致材料的界面极性差异消除的效果不稳定。

5、因此，为了实现对粉末的均匀包覆，需要对dbd粉末包覆装置进行相应的改进。

技术实现思路

1、1.所要解决的技术问题：

2、针对上述技术问题，本发明提供一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置，通过产生等离子体电离媒质使粉末表面带有特定基团，改善粉末与环氧基体之间的界面亲和性，使二者结合更紧密，减少界面缺陷，降低声子散射，并通过反应器的旋转使粉末包覆均匀，从而达到改善复合材料性能的目的。

3、2.技术方案：

4、一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置，其特征在于：包括气源、滚筒状的反应器、旋转轴、旋转电机、过孔导电滑环、激励电源以及反应架；

5、所述反应器包括圆柱形滚筒、进气塞、出气塞、金属网地电极、高压电极棒；所述进气塞与出气塞分别可拆卸地密封固定于滚筒的两端；所述进气塞及其相连的进气管为一体结构；所述反应器内壁沿进气方向设置三段螺纹凸起，第一段螺纹延伸方向与进气方向相同，第二段螺纹延伸方向与进气方向相反，第三段螺纹延伸方向与进气方向相反，且第一第三段螺纹宽度相同，均大于第二段螺纹的宽度；所述圆柱形滚筒的内部进气端设置用于固定高压电极棒的高压电极支架；所述高压电极棒的另一端固定于出气塞的中心孔；所述高压电极棒位于滚筒的中心轴位置；所述出气塞设置贯通反应器内腔与外界的出气口；

6、所述滚筒外壁包裹金属网作为地电极；所述出气塞的外端中心轴位置固定连接旋转轴；所述旋转轴连接至旋转电机从而实现带动反应器同时旋转；所述进气管、旋转轴表面均套接过孔导电滑环；所述进气管、孔导电滑环与反应器为同轴结构；电机旋转时旋转轴带动过孔导电滑环内壁的转子转动；过孔导电滑环的定子固定连接至反应架；

7、所述激励电源连接至过孔导电滑环的定子接线柱后通过转子、设置于出口塞的通电线孔实现高压电极棒与激励电源的高压电极电路相连。

8、进一步地，本装置采用鼓泡法将液体媒质蒸发，与一定流速的工作气体混合，将媒质由液体变成气体带出，最后进入混气腔于进气旋转轴送入反应器里。

9、进一步地，所述金属网地电极依次通过进气端的过孔导电滑环转子、定子接线柱实现与激励电源的地电极相连 。

10、进一步地，所述滚筒为石英玻璃滚筒；所述高压电极棒为钨棒；所述地电极的金属网为不锈钢网。

11、进一步地，工作气体为氩气或者氮气或者氨气，反应媒质拟为hmdso或pdms。

12、进一步地，所述滚筒的长度为90~100mm，外径为13~14mm，内径为12mm，壁厚1~2mm；三段螺纹的螺距相等，均为5mm；金属网地电极的长度为65~75mm；高压电极棒的长度为95~105mm。

13、进一步地，还包括电流线圈、高压探头、示波器；阻流及调频的电流线圈与过孔导电滑环电路相连；所述高压探头与过孔导电滑环电路相连，检测电路中的高压信号，并通过示波器显示。

14、3.有益效果：

15、（1）本发明提供的一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置，其反应器采用滚筒结构将需要处理的粉末放置于滚筒的空腔中，采用位于中间位置的钨棒作为高压正电极，包裹于滚筒外端的金属网地电极，相比较面dbd，本技术的体dbd具有更均匀的放电区域，更高的能量密度和更好的可控性等优点。

16、（2）本发明提供的一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置，其滚筒结构中采用有规则分段式螺纹，在反应器旋转过程中，粉末通过螺纹输送，与气流形成逆向运动，从而解决了粉末堆积在滚筒出气口侧的问题，在提高粉末的处理效率同时进一步提升粉末包覆均匀性。

17、（3）本发明提供的一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置，将过孔导电滑环分别设置于滚筒外端的两个端头位置，实现传递电压的同时，又能够实现反应器的转动；同时将定子固定于反应架上，能够有效防止旋转过程中反应器由于转速过快飞出的情况；转子与反应器同轴转动，转子朝向反应器一侧的导线与反应器高压或者地极部分也同轴转动，反向的导线在定子上就可以固定与激励电源的高压或者接地极相连，不会发生缠绕。

18、（4）本发明提供的一种分段螺纹式滚筒结构dbd粉末包覆装置，在装置工作时，通过通入一定流速的气体，滚筒圆柱形形状将导致相对较低的压降，无需太大的壁厚就能达到效果，从而避免因壁厚增加而导致反应器成本提高。