针板负直流电晕放电中的脉冲等离子体特性

为了提高电晕放电的稳定性,研究了低气压氧气环境中针–板放电结构产生的Trichle脉冲放电特性。测量得到了放电图像和伏安曲线随电流变化的演化特性。结果表明随着电流的增高,放电处于不同的放电模式,分别为汤生放电模式、Trichel脉冲模式和反常辉光放电模式。在气压为532 Pa时,获得了稳定的电压和电流脉冲波形。一个完成的脉冲包含1个极短的上升沿（几μs）、1个较长的下降沿（几十μs）和1个极长的等待时间（〉100μs）。其中脉冲上升沿时间远大于高气压下脉冲的上升沿时间。脉冲的上升和衰减主要由放电时的临界电场决定,电流脉冲的峰值出现时间超前电压最低值。在Trichel脉冲放电模式下,整个放电回路中的电流并不相等。同时研究了氧气和氮气混合气体环境中的Trichel脉冲放电特性。研究结果表明氧气有利于Trichel脉冲的形成。随着氧气含量的增加,可以在更宽的电流范围内产生Trichel脉冲现象,2个相邻脉冲间的等待时间增长,脉冲频率降低。脉冲频率随平均电流的增加线性增加,随着外部并联电容值的增加而降低。

大气压弥散放电辅助Cu表面类SiO_2薄膜沉积

大气条件下弥散放电能够产生大面积、高能量密度的低温等离子体,在导体表面薄膜沉积领域具有广阔的应用前景。该文研究了大气压下Cu片表面类SiO_2薄膜的沉积方法,以六甲基二硅氧烷为反应前驱物,使用正极性微秒脉冲电源激发针–板电极结构弥散放电,探讨了沉积过程中不同的放电气体对放电过程以及沉积薄膜化学成分的影响。实验结果表明,分别采用氩气和空气作为放电气体时,在相同电压下前者具有更大的放电功率、更强的发射光谱强度以及更高的沉积薄膜效率。傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析以及水接触角测量结果表明,空气放电沉积薄膜氧化程度较高,属于类SiO_2薄膜,其水接触角为85°;而氩气放电沉积薄膜是有机硅薄膜,其水接触角为100°。此外,通过优化空气/氩气混合气体的比例,在700sccm空气/500 sccm氩气条件下得到了氧化程度更高的薄膜,其水接触角也进一步降低到76°。以上实验结果表明,使用大气压弥散放电能够在Cu片表面有效沉积类SiO_2薄膜。