Others 공기정화기, 표면개질, PDP. 플라즈마응용

2004.06.19 16:27

관리자 조회 수:9266 추천:259

최근 플라즈마는 핵융합연구에서 뿐만 아니라 오히려 물질의 표면 처리를 위한 도구로써 혹은 공기 정화장치의 방법으로써 사용이 늘고 있습니다. 에어콘이나 공장 굴뚝 및 디젤 자동차의 매연 제거, 기체 상태의 폐기물 처리등에 플라즈마가 사용되고 있습니다. 기본적인 원리는 다음과 같습니다.
코로나 방전을 통해서 플라즈마를 발생합니다. 발생된 코로나 플라즈마는 양전하를 띤 이온과 음 전하를 띤 전자들로 구성되어 있고 대부분 전기적으로 중성인 공기 혹은 기체 원자 및 분자들로 구성되어 있습니다. 여기서 음전하를 띤 전자들은 원자난 분자와 충돌을 하며 이들의 화학 반응을 활성화 시킵니다. 예를 들어 공기중의 O2는 O2+O의 반응으로 O3의 오존이 발생하게 되는 과정에 O2+e ->O+O+e 를 만들어 이들 반응이 가능하게 합니다. 시중의 오존 발생기도 코로나 방전을 통한 플라즈마속에서 반응이 일어나 발생하는 경우 입니다. 이 같은 반응으로 유해 기체인 NOx, SOx등의 기체를 처리할 수 있습니다. 또한 이들 전자는 공기 중의 담배 연기같은 미세 먼지에 잘 흡착이 되어서 먼지를 음전하로 하전 시킵니다. 하전된 먼지는 전기장이 형성된 지역을 통과시켜 먼지를 모을 수 있으며 이러한 방법을 통하여 먼지를 처리합니다. 에어콘 속에 장착된 플라즈마 발생기는 이런 소형 코로나 방전기로 공기 정화기능을 갖게 된 것이며 이 기술은 새로운 것이기 보다는 이미 개발된 기술을 에어콘이라는 장치에 처음 적용하였다는데 가치가 있습니다.

  표면 개질이란 물질의 표면 특성의 향상을 의미합니다. 예를 들어 질화처리를 한 금속 표면은 표면 강도/경도가 향상되는 특징을 갖습니다. 즉, 칼을 질화처리하면 명검이 될 수 있습니다. 이때 표면처리에 위의 플라즈마 내의 이온, 즉질소 플라즈마 분위기에서 칼을 처리하게 되면 칼 표면에 질소가 주입되어 표면의 개질이 일어나게 되는것 입니다.

  PDP는 Plasma Display Panel의 약자입니다. 이 방법은 LCD와는 다르게 화소마다 플라즈마를 발생하여 빛을 내어 화면을 구성하는 방법을 의미합니다. 이 방법의 특징은 LCD에 비해 면적이 40-50'' 이상의 대면적 화면의 구성에 적합하다고 알려져 있어 많은 연구가 되고 있습니다. 화소내에는 두개에서 세개의 전극에 교류전원이 공급되어 플라즈마를 발생합니다. 발생된 플라즈마는 첨가된 Xe의 기체를 여기시키고 여기된 Xe가 안정 상태로 전환될 때 내는 광자가 화소벽에 있는 화학물질을 여기시켜 가시 광선의 빛이 나게 됩니다. 이 원리는 현재 사용하고 있는 형광등과 매우 유사하다고 생각하시면 됩니다. 형광등에서는 필라멘트에서 나온 전자에 의해 발생된 플라즈마가 유리관 표면에 발라진 형광물질과 충돌하여 여기되면서 빛이 나오게 되며 주로 청색계열의 빛이 나와 형광등 밑에서 얼굴이 창백하게 보입니다. PDP는 이러한 방법으로 적색, 초록, 청색의 삼원색을 만들어 화상을 꾸미게 됩니다.
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