千赫茲大氣壓介質(zhì)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(chǎn)生活性物種,在材料表面改性、工業(yè)臭氧產(chǎn)生、CO激光激發(fā)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。活性物種的產(chǎn)生與放電模式密切相關(guān)。已有的放電模式研究主要集中于三氧化二鋁介質(zhì)下惰性氣體及它們混合氣體的放電,對(duì)PET介質(zhì)氦/氬混合氣體放電模式的研究較少。針對(duì)PET介質(zhì)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(duì)PET介質(zhì)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(zhì)阻擋純氦氣或純氬氣放電在大氣壓下都能實(shí)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(gè)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(shí),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(zhuǎn)化,對(duì)應(yīng)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(duì)放電模式的... 

【文章來源】：遼寧師范大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型介質(zhì)阻擋放電裝置示意圖[34]

遼寧師范大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文-9-圖1.1典型介質(zhì)阻擋放電裝置示意圖[34]圖1.2常見介質(zhì)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(zhì)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(zhì)阻擋結(jié)構(gòu)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(zhì)阻擋大氣壓放電實(shí)現(xiàn)大氣壓均勻放電變得可行。從此，利用各種激勵(lì)電源實(shí)現(xiàn)大氣壓DBD均勻放電成為人們研究的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的激勵(lì)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(guān)，因此將在本文的1.3節(jié)對(duì)低頻DBD的研究進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)的介紹。當(dāng)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(shí)），由于上次放電產(chǎn)生的電子被快速交變的電場(chǎng)約束在電極間隙中，導(dǎo)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(lì)中高電壓流注擊穿產(chǎn)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(diǎn)，許多課題小組都對(duì)RFDBD的放電模式進(jìn)行了研究[35-42]。石建軍等人[35-36,43]通過實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)電極表面被絕緣介質(zhì)覆蓋時(shí)可以提高射頻APGD的均勻性，絕緣介質(zhì)層可以提高輝光放電的工作電流。朱強(qiáng)等人[44]通過RFDBD實(shí)驗(yàn)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(kuò)大到整個(gè)電極。氣流通過兩個(gè)同心電極之間，當(dāng)電極電壓高于閾值電壓時(shí)產(chǎn)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(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)研究-10-當(dāng)RFDBD由α模式轉(zhuǎn)成γ模式時(shí)，會(huì)導(dǎo)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(shí)驗(yàn)證明了加入絕緣介質(zhì)的射頻APGD可以使放電從α模式平穩(wěn)的轉(zhuǎn)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(jìn)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(chǎn)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(qiáng)化學(xué)性等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外科學(xué)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(duì)聚合物進(jìn)行表面改性時(shí)發(fā)現(xiàn)這種方法容易損傷基質(zhì)，且工作周期長(zhǎng)，需要在真空系統(tǒng)中進(jìn)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(nèi)部微波放電的基本特征。程平等人[52]利用微波放電電離質(zhì)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(dòng)力學(xué)過程,發(fā)現(xiàn)了各種離子的形成機(jī)制。徐宇杰[53]對(duì)由微波激發(fā)的柱狀放電等離子體的性質(zhì)進(jìn)行了分析。孫保民等人[54]通過改變介質(zhì)阻擋放電的頻率，探究頻率對(duì)脫除NOx能耗的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)頻率大于1GHz時(shí)，電子的平均動(dòng)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(kuò)大其在工業(yè)上應(yīng)用的重點(diǎn)問題。和交流電源驅(qū)動(dòng)的DBD相比，利用高壓脈沖電源產(chǎn)生等離子體具有如下優(yōu)點(diǎn)[23]：1.更易產(chǎn)生大氣壓均勻放電等離子體；2.脈沖大氣壓DBD的反應(yīng)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(lì)DBD產(chǎn)生的等離

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]等離子體應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車尾氣中NOx凈化的研究[J]. 冶兆年,盧慧泓,李惠,陳萌.  中國(guó)管理信息化. 2018(05)
[2]射頻大氣壓介質(zhì)阻擋放電中六邊形斑圖的時(shí)空結(jié)構(gòu)演化研究[J]. 朱強(qiáng),劉忠偉,陳強(qiáng).  北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(02)
[3]空氣中納秒脈沖均勻介質(zhì)阻擋放電研究[J]. 邵濤,章程,于洋,方志,徐蓉,嚴(yán)萍.  高電壓技術(shù). 2012(05)
[4]大氣壓不同惰性氣體介質(zhì)阻擋放電特性的比較[J]. 羅海云,冉俊霞,王新新.  高電壓技術(shù). 2012(05)
[5]頻率對(duì)介質(zhì)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(dòng)力工程學(xué)報(bào). 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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[7]單級(jí)磁脈沖壓縮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張東東,嚴(yán)萍,王玨,周媛,邵濤.  強(qiáng)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(xué)與光譜分析. 2008(04)
[9]介質(zhì)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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(06)
[10]介質(zhì)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(diào)制射頻大氣壓放電特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 霍偉剛.大連理工大學(xué) 2016

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



本文編號(hào)：3360270