發(fā)布時間：2021-08-24 15:43

　　千赫茲大氣壓介質阻擋放電不需要昂貴的真空系統(tǒng)且能在較低的溫度下產生活性物種,在材料表面改性、工業(yè)臭氧產生、CO激光激發(fā)等領域有重要應用�；钚晕锓N的產生與放電模式密切相關。已有的放電模式研究主要集中于三氧化二鋁介質下惰性氣體及它們混合氣體的放電,對PET介質氦/氬混合氣體放電模式的研究較少。針對PET介質氦/氬混合氣體放電模式,本論文開展了以下研究:首先研究了電極電壓對PET介質純氦氣、純氬氣和1:1氦/氬混合氣體放電特性的影響,研究發(fā)現(xiàn):（1）PET介質阻擋純氦氣或純氬氣放電在大氣壓下都能實現(xiàn)輝光放電,不同的是氦氣放電在不同的電極電壓下是均勻地充滿電極間隙放電,而氬氣放電在低電極電壓下呈現(xiàn)孤立的、局部均勻的輝光（斑圖）放電特征,隨著電極電壓的增加,氬氣放電由孤立的、局部均勻的斑圖放電發(fā)展成連續(xù)的、充滿整個電極間隙的均勻輝光放電;（2）在氦/氬氣體流量比固定為1:1時,隨電極電壓的增加,氦/氬混合氣體放電經(jīng)歷了均勻輝光、輝光-斑圖共存、斑圖、再次輝光-斑圖共存和均勻輝光的轉化,對應的電極電壓分別是1.46、1.64、1.82和1.92kV。最后研究了氬氣在氦/氬混合氣體中占比對放電模式的... 

【文章來源】：遼寧師范大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型介質阻擋放電裝置示意圖[34]

遼寧師范大學碩士研究生學位論文-9-圖1.1典型介質阻擋放電裝置示意圖[34]圖1.2常見介質阻擋放電裝置示意圖[23]Fig.1.1SketchmapoftypicalDBDdevice[34]Fig.1.2SketchmapofcommonDBDdevice[23]1.2.2大氣壓介質阻擋放電研究概況1987年，日本人Kanazawa[25]在大氣壓條件下利用介質阻擋結構得到了均勻氦氣放電（被稱為大氣壓輝光放電AtmosphericPressureGlowDischarge,APGD)，利用介質阻擋大氣壓放電實現(xiàn)大氣壓均勻放電變得可行。從此，利用各種激勵電源實現(xiàn)大氣壓DBD均勻放電成為人們研究的熱點問題。傳統(tǒng)的激勵電源有低頻（30Hz-300kHz）高壓電源、射頻（300kHz-300GHzRadiofrequencyRF）高壓交流電源和高壓脈沖電源等。本文將要開展的工作與低頻（30Hz-300kHz）DBD物理密切相關，因此將在本文的1.3節(jié)對低頻DBD的研究進展進行詳細的介紹。當電極電壓頻率增加到射頻較低頻段（300kHz-300MHz，一般頻率為13.56MHz時），由于上次放電產生的電子被快速交變的電場約束在電極間隙中，導致RFDBD放電的擊穿電壓和維持電壓較低[35]。RFDBD也可避免直流、低頻激勵中高電壓流注擊穿產生的不均勻性。因此，近十幾年來RFDBD成為大氣壓放電研究的熱點，許多課題小組都對RFDBD的放電模式進行了研究[35-42]。石建軍等人[35-36,43]通過實驗證明當電極表面被絕緣介質覆蓋時可以提高射頻APGD的均勻性，絕緣介質層可以提高輝光放電的工作電流。朱強等人[44]通過RFDBD實驗在大氣壓氦/氮混合氣體中獲得了穩(wěn)定的六邊形斑圖，且斑圖面積隨功率的增加可擴大到整個電極。氣流通過兩個同心電極之間，當電極電壓高于閾值電壓時產生的等離子體被氣流吹出電極，形成等離子體射流，但在功率過高的情況下放電易轉變?yōu)殡娀》烹奫45]，Dan.Bee等人[46]發(fā)現(xiàn)采用RFDBD可以有效抑制輝光放

大氣壓PET阻擋放電模式實驗研究-10-當RFDBD由α模式轉成γ模式時，會導致電壓下降、氣體溫度上升等不穩(wěn)定情況。石建軍等人[37,42]通過實驗證明了加入絕緣介質的射頻APGD可以使放電從α模式平穩(wěn)的轉化到γ模式。Raizer等人[47]發(fā)現(xiàn)RFDBD可以增大α放電模式的范圍。圖1.3RFAPGD在α模式(a)和γ模式(b)下的放電照片[39]Fig.1.3PhotographsofRFAPGDoperatedinαmode(a)andγmode(b)[39]進一步增加電極電壓頻率到射頻較高頻段（300MHz-300GHz），利用此波段產生的大氣壓放電叫做微波大氣壓放電。MWAPD放電是一種無極放電,和低頻放電相比，MWDBD具有高電離度和強化學性等優(yōu)點，受到國內外科學工作者的高度重視[48]。許多研究人員利用微波電子回旋共振對聚合物進行表面改性時發(fā)現(xiàn)這種方法容易損傷基質，且工作周期長，需要在真空系統(tǒng)中進行，成本較高[49]。楊春林等人[50-51]通過微波等離子體裝置，分析了等離子體密度的空間分布并得到了氫等離子體內部微波放電的基本特征。程平等人[52]利用微波放電電離質譜裝置,分析了潮濕空氣微波放電后的H3O+、NO+和O2+三種離子的動力學過程,發(fā)現(xiàn)了各種離子的形成機制。徐宇杰[53]對由微波激發(fā)的柱狀放電等離子體的性質進行了分析。孫保民等人[54]通過改變介質阻擋放電的頻率，探究頻率對脫除NOx能耗的影響，發(fā)現(xiàn)當頻率大于1GHz時，電子的平均動能隨頻率的升高而下降。如何獲得大間隙和大面積的均勻大氣壓DBD是近幾年擴大其在工業(yè)上應用的重點問題。和交流電源驅動的DBD相比，利用高壓脈沖電源產生等離子體具有如下優(yōu)點[23]：1.更易產生大氣壓均勻放電等離子體；2.脈沖大氣壓DBD的反應器精致，通過縮短脈沖脈寬和上升沿可以改變放電效率，是大氣壓均勻放電等離子體的最佳電源；3.利用高壓脈沖電源激勵DBD產生的等離

【參考文獻】：
期刊論文
[1]等離子體應用于機動車尾氣中NOx凈化的研究[J]. 冶兆年,盧慧泓,李惠,陳萌.  中國管理信息化. 2018(05)
[2]射頻大氣壓介質阻擋放電中六邊形斑圖的時空結構演化研究[J]. 朱強,劉忠偉,陳強.  北京印刷學院學報. 2013(02)
[3]空氣中納秒脈沖均勻介質阻擋放電研究[J]. 邵濤,章程,于洋,方志,徐蓉,嚴萍.  高電壓技術. 2012(05)
[4]大氣壓不同惰性氣體介質阻擋放電特性的比較[J]. 羅海云,冉俊霞,王新新.  高電壓技術. 2012(05)
[5]頻率對介質阻擋放電脫除NOx能耗的影響[J]. 孫保民,高旭東,肖海平,杜旭,段二朋,曾菊瑛.  動力工程學報. 2012(01)
[6]微波放電氫等離子體的特性診斷和分析[J]. 楊春林,陳俊芳,符斯列,史磊,張洪賓,黃孟祥,賴秀瓊.  華南師范大學學報(自然科學版). 2008(03)
[7]單級磁脈沖壓縮系統(tǒng)實驗研究[J]. 張東東,嚴萍,王玨,周媛,邵濤.  強激光與粒子束. 2008(08)
[8]等離子體電子溫度的發(fā)射光譜法診斷[J]. 吳蓉,李燕,朱順官,馮紅艷,張琳,王俊德.  光譜學與光譜分析. 2008(04)
[9]介質阻擋放電特性及其影響因素[J]. 蔡憶昔,劉志楠,趙衛(wèi)東,李小華.  江蘇大學學報(自然科學版). 2005(06)
[10]介質阻擋放電等效電容變化規(guī)律的研究[J]. 王輝,方志,邱毓昌,孫巖洲.  絕緣材料. 2005(01)

博士論文
[1]脈沖調制射頻大氣壓放電特性的實驗研究[D]. 霍偉剛.大連理工大學 2016

碩士論文
[1]大氣壓下空氣中氣流對介質阻擋放電的影響[D]. 王戰(zhàn).大連理工大學 2008
[2]大氣壓下的介質阻擋放電對聚乙烯表面改性[D]. 王坤.大連理工大學 2006



本文編號：3360270