大氣壓介質(zhì)阻擋放電（DBD）作為能夠產(chǎn)生均勻、穩(wěn)定低溫等離子體的重要手段,因近些年在材料加工、薄膜沉積、表面改性等方面具有應(yīng)用潛力備受關(guān)注。本質(zhì)上,DBD是復(fù)雜的放電系統(tǒng),擊穿后在時域和空間中存在著大量豐富復(fù)雜的非線性行為。目前大氣壓DBD關(guān)于多電流脈沖放電形式、不對稱放電行為、自組織斑圖放電模式的特性和機(jī)理已取得初步進(jìn)展。但是當(dāng)前研究仍然處于初步探索階段,大氣壓DBD仍存在豐富的非線性行為特性,相應(yīng)物理機(jī)制有待于進(jìn)一步探索。為了提高大氣壓DBD在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用價值,本文基于流體模型的仿真手段對以上提及的時空非線性行為深入研究,提出了一些關(guān)于大氣壓DBD復(fù)雜的時空非線性行為的重要結(jié)論:（1）明確氣隙寬度對多電流放電特性的影響和放電模式的轉(zhuǎn)化進(jìn)程。在一維仿真模型中改變氣隙寬度,研究大氣壓氦氣介質(zhì)阻擋放電的多脈沖放電特性,重點關(guān)注整個脈沖寬度、脈沖數(shù)目、電流脈沖峰值和峰值相位變化,分析多脈沖放電形成原因和對應(yīng)放電模式。（2）證實介質(zhì)層幾何結(jié)構(gòu)對稱性與放電對稱性的對應(yīng)關(guān)系�；诖髿鈮簹鍤饨橘|(zhì)阻擋放電一維仿真模型改變一側(cè)介質(zhì)層厚度研究介質(zhì)層幾何結(jié)構(gòu)對稱性對放電對稱性的影響。設(shè)定放電對稱指標(biāo),... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１氣體放電伏安特性曲線??湯森放電是一種自持放電，即放電在移除外界所致的電離源后仍可持續(xù)發(fā)生的現(xiàn)象

增大。??在ｒ２階段，放電電流增大程度加劇，且達(dá)到一定水平后消失。此時，電子在電場作??用下獲取足夠能量，發(fā)生碰撞電離和氣體分子反應(yīng)而出現(xiàn)正離子，使放電電流較之前的??階段有明顯提升。由于起始在陰極發(fā)射的電子來源于光電效應(yīng)，在該效應(yīng)消失時放電電??流會隨之消失，使放電轉(zhuǎn)為非自持放電。??，－非自持放電?１??自持放電?丨ｊ＇??？?�。�！??－?－７?Ｉ?；??／?Ｔａ?｜?Ｔｔ?Ｉ?Ｔｊ??０－Ｆ￣￣Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?－??ｏ?ｖ％??電壓／Ｖ??圖１－２湯森放電伏安特性曲線??輝光放電和湯森放電相同，同屬于自持放電。其依據(jù)放電空間中正離子在陰極處轟??擊產(chǎn)生的二次電子發(fā)射維持自身放電。此外，輝光放電是一種重要的氣體放電模式，主??要分為正常輝光放電、亞輝光放電、反常輝光放電三種類型。??通常，放電在圓柱玻璃管中平行電極施有直流電壓條件下?lián)舸�，放電發(fā)生擊穿，表??現(xiàn)為輝光放電。此時，放電電流出現(xiàn)驟增，放電管在不同位置表現(xiàn)出不同亮度的光層分??布，如圖１－３所示。此時，放電空間對應(yīng)不同區(qū)域，并在亮度等級、電流密度、電場強(qiáng)??度、電位、空間電荷等方面展示出不同特征。??陰極側(cè)緊貼區(qū)域為阿斯頓暗區(qū)，顯示為一個較窄的區(qū)域。值得注意的是，該位置電??場作用較弱，電子雖然在此處出發(fā)，但獲取能量較少而不足以與氣體發(fā)生碰撞后激發(fā)。??２??

?第一章緒論???陰極側(cè)相鄰區(qū)域表現(xiàn)出輝光，記為陰極輝區(qū)。此處電子在電場作用下獲取能量滿足原子??激發(fā)條件，導(dǎo)致輝光出現(xiàn)。該區(qū)域的范圍取決于背景氣體自身性質(zhì)以及氣體氣壓含量。??通常情況下，陰極輝區(qū)直接接觸陰極位置，阿斯登暗區(qū)被掩蓋不計。??陰極輝［負(fù)輝區(qū)?［正柱區(qū)！？陽極輝區(qū)??ｗｈｈｂｈ?＿ｌ＼??ＩＵ￣￣??電極??阿斯頓暗區(qū)ｊ?ｌ克羅克斯暗區(qū)ｌ法拉第暗區(qū)??圖１－３輝光放電分區(qū)示意圖??電子在緊挨陰極輝區(qū)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行大量電離碰撞，該區(qū)域為克羅克斯暗區(qū)。隨著碰??撞電離反應(yīng)的加劇，更多電子產(chǎn)生并繼續(xù)在電場作用下獲取能量，進(jìn)一步和背景氣體發(fā)??生碰撞，表現(xiàn)出明顯的負(fù)輝光。該段發(fā)光區(qū)域定義為負(fù)輝區(qū)，作為放電管亮光最強(qiáng)的區(qū)??域出現(xiàn)。??負(fù)輝區(qū)后緊隨法拉第暗區(qū)和正柱區(qū)，其中，正柱區(qū)內(nèi)出現(xiàn)大量背景氣體的電離和激??發(fā)過程。由于正柱區(qū)表現(xiàn)為電中性，該區(qū)域又記作等離子體區(qū)。正柱區(qū)內(nèi)，氣體和電子??發(fā)生電離反應(yīng)和激發(fā)反應(yīng)，而且，帶電粒子進(jìn)行雙極性擴(kuò)散。??電子靠近陽極過程中在電場作用下獲取較大能量，進(jìn)一步激發(fā)氣體而發(fā)光，導(dǎo)致陽??極周圍存在輝光。因此，靠近陽極區(qū)域記為陽極輝區(qū)。??１．１．２等離子體??等離子體作為物質(zhì)第四態(tài)，表現(xiàn)為自由隨機(jī)運動的帶電粒子集合，宏觀呈現(xiàn)電中性。??宇畝中存在大量的星際物質(zhì)均為等離子體，而且恒星是維持熱平衡狀態(tài)的等離子體［１］，??包含的各種粒子溫度均相同為某一固定值。然而，實驗室中的放電等離子體一般為非熱??平衡狀態(tài)。外施電場驅(qū)動放電過程中，電子得到更多輸入功率，離子僅在碰撞過程中獲??取能量，電子溫度遠(yuǎn)大于離子溫度。??等離子體一般分為三種類型，分別為：高溫等離子體、冷等離

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Influence of nitrogen impurities on the characteristics of a patterned helium dielectric barrier discharge at atmospheric pressure[J]. 張雨暉,寧文軍,戴棟,王喬.  Plasma Science and Technology. 2019(07)
[2]大氣壓低溫等離子體的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 戴棟,寧文軍,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(20)
[3]高氧濃度下大氣壓Ar/O2脈沖介質(zhì)阻擋放電頻率特性數(shù)值研究[J]. 潘光勝,譚震宇,王曉龍,潘杰,黃強(qiáng).  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(20)
[4]絕緣材料表面電荷測量優(yōu)化及等離子體處理對其表面電特性的影響[J]. 王瑞雪,海彬,田思理,任成燕,陳根永,邵濤.  高電壓技術(shù). 2017(06)
[5]大氣壓氦氣輝光放電中正柱區(qū)消散特性對時域非線性行為的影響[J]. 戴棟,張雨暉,寧文軍.  高電壓技術(shù). 2017(06)
[6]電壓幅值和頻率對表面介質(zhì)阻擋放電與氣動特性的影響[J]. 高國強(qiáng),彭開晟,董磊,魏文賦,吳廣寧.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(08)
[7]介質(zhì)阻擋放電等離子體降解SF6的實驗與仿真研究[J]. 張曉星,胡雄雄,肖焓艷.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2017(08)
[8]不同電極間距下納秒脈沖表面介質(zhì)阻擋放電分布特性[J]. 姜慧,邵濤,章程,嚴(yán)萍.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(02)
[9]等離子體沉積類SiO2薄膜抑制環(huán)氧樹脂表面電荷積聚[J]. 海彬,章程,王瑞雪,張帥,陳根永,邵濤.  高電壓技術(shù). 2017(02)
[10]大氣壓脈沖氣體放電與等離子體應(yīng)用[J]. 邵濤,章程,王瑞雪,嚴(yán)萍,任成燕.  高電壓技術(shù). 2016(03)



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