亚大气压介质阻挡辉光放电的特性研究

亚大气压强下的均匀辉光放电，有可能成为无汞荧光灯。它在材料表面改性、灭菌等领域也有广阔的应用前景。利用水电极在真空玻璃箱内的亚大气压条件下实现了介质阻挡均匀辉光放电。电流波形与放电均匀性没有必然的关系，周期性出现的单电流脉冲无法作为高频下均匀放电的普适性判据。测量了不同气压下氩放电的发射光谱，发现高气压下由于下能级的吸收增加，氩750～850nm的部分谱线强度反而降低。分析了放电照片的灰度均匀性，认为它可以作为判断均匀放电的定量参数。气压越高，越不容易实现均匀放电。气体的均匀放电的气压上限分别是Ar（760 Torr），Ar-O2（600 Torr），N2（525 Torr），N2-O2（375 Torr），空气（300 Torr）。电负性的O2和H2O会吸附自由电子，将提惯击穿电压，影响放电的均匀性。

电源频率对介质阻挡放电的影响

电源频率不同时 ,气隙中空间电荷分布情况不同 ,大气压下的介质阻挡放电形式也不同。放电电流波形表明了放电形式的差异 ,在一定的高频段会出现均匀的辉光放电 ,其相应的临界频率还与气体种类等因素有关。

介质阻挡均匀大气压辉光放电数值模拟研究

通过数值求解一维电子、离子连续性方程和动量方程 ,以及电流连续性方程 ,计算了氦气介质阻挡大气压辉光放电电子、离子密度和电场在放电空间的时空分布 ,以及放电电流密度和绝缘介质板充电电荷密度随时间的变化 .分析讨论所加电压频率、幅值及介质板性质等对均匀大气压辉光放电性质的影响 .当外加电压频率足够高时 ,大量离子被俘获在放电空间 ,空间电荷场又引起足够多的电子滞留在放电空间 .这些种子电子使得在大气压下发生汤森放电 ,放电空间结构类似于低气压辉光放电 ,即存在明显的阴极位降区、负辉区、法拉第暗区和等离子体正柱区等 .所加电压幅值减小 ,放电电流减小 .绝缘介质层的二次电子发射 ,使放电电流增大 .而介质层越厚 ,放电电流越小 ;介电常数越小 。

光放大、控制及器件

TM564.1 98021240300 mm×300 mm口径电光开关等离子体电极实验研究=Study of plasma electrode used for electro-optical switch with a clear aperture of 300mm×300:mm[刊,中]/鲁敬平,张雄军(中物院核物理与化学研究所.四川,成都(610003))∥强激光与粒子束.-1997,9(2).-271-276设计并实验了300 mm×300 mm口径的辉光放电室,利用钮扣阴极和自动预电离条形阴极进行实验,获得了大面积均匀的辉光放电。测量了不同状态下的辉光放电的放电延时等离子电阻。得到了产生大面积均匀辉光放电的最佳条件。参4(方舟)

DBD中的离子运动与电源频率

在常压下进行介质阻挡放电(DBD)必须选择适当的电源频率,适当的电源频率将有利于均匀辉光放电的产生。为了实现常压下的均匀辉光放电,以正弦交流电源为例,探索有利于均匀辉光放电的电源频率。从理论上对介质阻挡放电的放电气隙上的电压变化进行了系统分析,完整地讨论了放电过程中气隙上的电压波形变化以及各波形阶段对应的时间,并进一步确定了放电离子在不同波形阶段的运动情况。在此基础上,根据大气压下有利于均匀辉光放电的放电条件,最终推算出有利于均匀辉光放电的最小电源频率。这一推算结果给出了利用不同成分的气体进行介质阻挡放电时有利于均匀辉光放电的电源频率的最小值,它是介质阻挡放电中的重要参量。