介质阻挡放电产生等离子体简介

2(犯年第 1 X 0

卷第 6期总第 9期 3

巢湖学院学报f o o J u m目 o Cha hu Co l

N o 6 V o l 10 2的 8.

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,

.

.

哪

o e i e e G n司 S r目 N 93.

介质阻挡放电产生等离子体简介朱爱国许雪艳朱仁义程民治(巢湖学院物理与电子科学系安徽,

3 (巢湖 2 80

x〕

摘

要:本文简要地介绍了等离子体的墓本概念和来源较为详细地描述了几种常见的放电,,,。

形式并着重讨论了介质阻挡放电对其徽放电的物理机制也作了细致的表述其中还列出了几个影响徽放电的外在因素

文章的最后是对介质阻挡放电的一些实际应用作了较为详细

的探讨

。

关 I词:等离子体;介质阻挡放电;物理过程;应用:中圈分类号 0 3 5 1

文献标识码: A

:文章编号 1 6 7 2

一

8 8 2X ) 6 2 6《( 8 0 )

e

加5吞刁5

作为自然科学荃石的现代物理学已经发展,

体的电离、、

。

电离的气体可以称之为等离子体它,、

众多的科学分支其中包括许多相对独立的子学

,

是由大量带电粒子 (离子电子 )和中性粒子 (原子分子自由基等 )组成的系统,,

科它们正以前所未有的深度和广度推动人类了解自然从更深更广的层次揭示自然界的秘密,,、、、。

。

。

日常生活中很

难接触到等离子体但在自然界中 9%的物质都是以等离子体形态存在的我们的地球就是被一弱电离的等离子体所包围在地球以外的宇宙空,

在这个过程中许多物理学的新思想新理论新方法和新技术涌现出来为人类知识财富大厦增,

添新的内容离子体1 11.

。

笔者所要探讨的介质阻挡放电等

“

间绝大部分也都是等离子体如太阳以及其他恒星太阳风很多的星际物质而电弧冤虹灯日、、,、

,

”,

就是现代物理学的一个子学科

离子体物理》的一个前沿性的热门课题中引宫

—。

《等

、

光灯中发光的气体等都是人造的等离子体12.

。

等离子体的来源n刀,、

等离子体权述,

在一定的温度和压力条件下、、

物质的状态,

获得等离子体的方法和途径是多种多样的会涉及许多经典的微观过程物理效应和实验方法。

(固液气态 )是可以相互转变的如果对气态提。

除宇宙星球星际空间和地球高空的电离层,

、

供足够的能量当气体的温度足够高时构成分子的原子就会获得足够大的动能开始彼此分,

,

等自然界产

生的等离子体以外下面主要介绍几:种常用的产生等离子体的方法1 2 1气体放电法.

离能量大到一定程度时一部分原子外层电子,,

.

就会摆脱原子核的束缚成为自由电子失去电子的原子变成带正电的离子这样的过程就称为气,

,

在电场作用下获得动能的带电粒子与气体分子发生碰撞导致气体击穿放电而形成等离子体,。

收稿日期: 2 ( 8司 8一 2 9 ) X: X 1 )甚金项目巢湖学院科学研究基金资助项目 ( L一 2的 8 5 Y:作者简介朱爱国 (19 8 2.

一

)男安徽安庆人,,

。

:巢湖学院物理系教师硕士研究方向理论物理和物理实验,,

。

56

1 2 2光电离或激光辐射电离法 .

.

i c r d s ha g e以下简称 D BD ),

、

射频单电极电晕放电e ee

借人射光子能量使物质分子电离能量大于或等于该物质的电离能。,,

,

当光子

(山r出

0

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可形成等离

s r d is e ha g e )滑动电弧放电 ( id e d i c ha飞 e )射流 l g

子体激光辐射不仅有单光子电离还有多光子

放电 ( t d sc e j i h ( o叩 h石e m t a epr e

g r a

e

)

、

大气压下辉光放电se

电离和级联电离

,

容易获得高温高密度的等离

ssu r e

gl w i o d

h毗 e )

、

次大气压ss

子体

。

T辉光放电 (h坪.

。一 a tm o s

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1 2 3射线辐照法 .

i c r d s ha g e )等电晕放电产生的低温等离子体主要。、

用各种射线 (括 a尹 y射线和 x射线 )或包

分布在极不均匀电场中的强电场区域不适合工业大规模的应用而且这种放电较弱产生的等,,

,

粒子束(电子束离子束等 )对气体辐照可以产生

、

等离子体.

。

离子体及活性粒子的效率太低;辉光放电一般在低气压下进行需要真空系统在工业化处理过,,、

1 2.燃烧法 4

借助热运动动能使气体中足够大的原子分子相互碰撞引起电离来产生等离子体12 5 ..

程中难以连续生产生产效率低;射频单电极电晕,

。

放电的能量高放电的范围大现在已经被应用歌,

、

冲击波法,,

材料的表面处理和有毒废物清除与裂解中;滑动电弧放电产生的低温等离子体为脉冲喷射可以,

当冲击波在气体中通过时气体因受绝热压缩而产生高温从而在冲击波背后形成热致电离等离子体.

得到比较宽的喷射式低温等离子体炬,、

。

和以上几

。

种方

式相比介质阻挡放电具有均匀漫散和稳定的特点最具有广泛的工业生产应用前景、,,。

1 2 6场致电离 .

利用针状电极附近的强电场使原子分子离子化从而产生等离子体,。

介质阻挡放电阎又称无声放电它是一种有绝缘介质插人放电空间的气体放电介质可以覆盖在一个电极上,,

13.

介质队档放电o c (o a r n、

也可以同时置于两个电极上。,

,

气体放电产生等离子体的方式主要有电晕放电h而ci c d s h田名e )、

或者悬挂于放电空间间隙中常见的介质阻挡放电构型有平板式电极结构和管线式电极结构如

辉光放电 (衅砂o

ar g e

)

i d lc r i介质阻挡放电 ( ee t

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图

1

所示

。

其中管线式电极结构被广泛的应用于各种化学反应器中而平板式电极结构则被广泛的应用于工业中的高分子和金属薄膜及板材的改性、,

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