介质表面态对介质阻挡放电等离子体参数的影响研究

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介质阻挡放电因其能够方便、经济、灵活地产生分布面积较大的低温等离子体而得到越来越广泛的应用,然而目前产生具有特征分布特性介质阻挡放电条件的指导性理论尚未建立,影响等离子体参数的因素也没有形成统一而全面的认识。本文分析研究了施加电压、电源频率、气体流速和气体成分对大气压下重复脉冲介质阻挡放电等离子体参数的影响,并研究了介质表面态包括介质表面粗糙度和表面电导率对这些参数的影响。主要通过发射光谱法计算了等离子体微观参数。  本研究在大气压重复脉冲介质阻挡放电中,利用波尔兹曼曲线斜率法拟合了氩原子的电子激发温度,重点分析了发射光谱主要谱线强度和电子激发温度与施加电压、电源频率、气体流速及气体成分之间的关系。实验发现,随着施加电压的增加电子激发温度先降后升再下降;随着电源频率的升高电子激发温度先下降后上升,上升阶段的激发温度均比下降阶段高;气体流速的增加对激发温度的影响呈现先增后减趋势;而气体成份对激发温度有较大影响。关于介质表面态对等离子体参数影响的研究,本文主要工作集中于介质表面粗糙度和介质表面电导率等参数。实验时通过不同号别的砂纸机械打磨待实验介质表面,以产生不同的表面粗糙度。在不同的施加电压下,分析其对电子激发温度和分子振动温度的影响。实验结果表明随着粗糙度的增加电子激发温度和分子振动温度都呈下降趋势,分子振动温度的下降较电子激发温度剧烈。同样,通过不同方块电阻阻值的ITO玻璃改变介质表面电导率研究了其对等离子体参数的影响。实验结果表明,随着施加电压的增加电子激发温度下降,而分子振动温度先下降后又上升,介质表面电导率对电子激发温度和分子振动温度的影响与粗糙度的影响相似。本研究对推动大气压下介质阻挡放电的进一步应用具有一定的理论意义和工程应用价值。
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