气体放电的相似性

为了使读者对气体放电相似性有一个全面的了解,对气体放电相似性的研究进行综述。Townsend首先阐述了气体放电相似性原理,von Engel给出了气体放电相似性的定义、主要相似关系,相似放电允许和不允许的物理过程。两个气隙放电相似的必要条件是p1d1=p2d2和E1(px)/p1=E2(px)/p2(p1、d1、E1和p2、d2、E2分别为两个气隙的气压、气隙长度、电场强度)。前者表明电子跨越整个气隙期间所发生的平均碰撞次数相同,而后者表明电子的平均动能相同,即每次碰撞原子时的电离能力相同。随后介绍了放电相似性的使用范围在高频放电和脉冲放电研究领域的扩展,并简单介绍了3个放电相似性的应用例子:清洗ITER装置的超大尺度辉光放电、分析化学中的超小尺度放电、大气中间层的超大尺度放电。

电场分布对帕申曲线的影响

帕申定律是气体放电最重要的发现之一,但是它还存在一些问题,如帕申定律仅适用于均匀电场。为了了解电场分布对帕申曲线的影响,对低气压平行平板间隙的击穿进行了实验研究和数值模拟。实验观察到了非均匀电场中不同气隙帕申曲线的分离现象和交叉现象,发现了击穿电压Ub不但是组合变量pd的函数(气压p和间隙距离d的乘积),而且也是d与电极半径r之比d/r函数,即Ub=f(pd,d/r),基于电场分布,解释了帕申曲线的分离现象。利用对气体击穿进行数值计算,重现了帕申曲线的交叉现象,基于电场分布和气压和电子平均自由行程的关系,解释了该交叉现象。这些结果将帕申定律扩展到平行平板气隙中的非均匀电场,并有助于人们正确地引用帕申定律。