不同位形介质阻挡放电中微放电通道研究

论文摘要

本工作利用两种不同的电极介质阻挡放电装置,采用发射光谱以及光学的方法对空气、氩气/空气放电系统中等离子体参量（电子激发温度、电子密度及振动温度）的变化及其空间分布进行了研究。在平行平板介质阻挡结构中,通过清洗放电方法,首次在空气放电中得到了单个稳定的微放电通道（又称放电丝）。测量了从瞬时阳极到瞬时阴极,单个放电丝的发光强度及振动激发温度的空间分布。实验发现：在外加电压的每半周中,放电丝发光呈现酒杯型分布,杯底位于瞬时阴极处；光谱强度在放电通道的两端最强,而中间最弱,基本成对称分布。振动温度在两平行板间隙的中心处最高而瞬时阳极处最低。设计了一种具有透明平板电极的针-板介质阻挡放电装置,研究了大气压氩气/空气混合气体放电中不同放电模式的特性。实验通过改变电压,实现了三种模式的放电：电晕放电、单丝放电和火花放电。在三种模式中,电流脉冲在外加电压的正、负半周表现出不同性质。采集了三种放电模式下的发射光谱,计算了分子振动温度,结果表明：电晕放电时分子振动温度最高,单丝放电次之,火花放电最低。实验对针-板介质阻挡放电单个微放电通道内振动温度、电子激发温度和电子密度空间分布进行了测量。在单个微放电通道内振动温度和电子激发温度的变化趋势相似,即在介质板附近稍有减小,然后增大直至金属针端达到最大；电子密度在放电通道内为减小的变化趋势,介质板端的电子密度大于金属针端的电子密度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 第2章 不同模式的气体放电介绍
• 2.1 电晕放电
• 2.2 火花放电
• 2.3 丝状放电
• 第3章 实验装置与实验方法
• 3.1 板-板介质阻挡放电的实验装置
• 3.2 针-板介质阻挡放电的实验装置
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 电子激发温度
• 3.3.2 分子振动温度
• 3.3.3 电子密度
• 第4章 空气板-板介质阻挡放电单个微放电通道研究
• 4.1 实验条件
• 4.2 单个微放电丝发光的空间分布
• 4.3 单个微放电通道的振动温度的空间分布
• 4.4 结论
• 第5章 大气压针-板介质阻挡放电特性研究
• 5.1 针-板介质阻挡放电三种模式放电特性研究
• 5.2 针-板介质阻挡放电单个微放电通道的光谱诊断
• 5.2.1 针-板介质阻挡放电单个微放电通道振动温度的空间分布
• 5.2.2 针-板介质阻挡放电单个微放电通道电子激发温度的空间分布
• 5.2.3 针-板介质阻挡放电单个微放电通道电子密度的空间分布
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间发表论文目录
• 致谢