高气压直流辉光CH4/H2等离子体放电过程中的占空比效应

对高气压下直流均匀辉光放电的脉冲占空比效应进行了研究。在1.7 kHz脉冲放电条件下,当占空比高于73%时,脉冲间隔后电压需要经过10~20μs的上升时间至稳定;而电流增长明显地滞后于电压的上升,整个增长过程需要的时间约是电压上升时间的10倍。减小占空比,表示电流增长快慢程度的时间常数τ几乎线性增加。这是因为小占空比时,上升通道开始时刻的等离子体电子密度低,放电电流需要更长时间才能稳定。在高气压条件下,粒子碰撞效应显著增强,增加的放电功率被更多地被用于加热中性粒子,表现为Hα、Hβ等发射光谱强度随占空比降低而增加。进一步减小占空比,电子密度n_e衰减到过低,时间常数τ增加到一定值时,放电就难以维持,表现为放电不稳定乃至熄灭。

高气压直流辉光CH_4/H_2等离子体的气相过程诊断

对高气压(约100Torr)直流辉光碳氢等离子体的气相过程进行了光谱和质谱原位诊断.在高气压下,等离子体不同区域光发射特性存在明显差异.正柱区存在着以C2和CH为主的多个带状谱和分立谱线,阳极区粒子发射谱线明显减少,而在阴极区则出现大量复杂的光谱成分,表明高气压情形下等离子体与阴极间强烈的相互作用将导致复杂的原子分子过程.从低气压到高气压演变过程中,电子激发温度降低而气体分子转动温度升高.在高气压下,高甲烷浓度导致C2,C2H2及C2H4增多而C2H6减少.表明在高气压条件下,气体温度对气相过程的影响作用显著增强.