大氣壓放電匯總2800

(a)無需真空室(b)可批量處理，生產(chǎn)效率高(c)投入運行成本放電電輝放電區(qū)(1)輝光放電區(qū)域隨氣壓減小(2)大氣壓放電中的熱不穩(wěn)定性(正反饋效應(yīng))溫度增加→局部氣體密度降低，折合電場強度(E/n)增加,電子能譜向高能區(qū)增加實驗例子：[高氣壓，負高壓(充電電容)]和電壓Arc(1)預(yù)備概念：(a)電子雪崩----擊穿放電的基礎(chǔ)模型從陰極產(chǎn)生的第一個起始電子，從電場獲得一定動能從陰極產(chǎn)生的第一個起始電子，從電場獲得一定動能后，會碰撞電離出一個第二代電子，這兩個電子作為后，會碰撞電離出一個第二代電子，這兩個電子一代電子，又將電離出新的第二代電子，，電子集中在崩頭，尾部為正離(b)光電離電子、離子復(fù)合過程會以光子的形式釋放能量，產(chǎn)生能量，產(chǎn)生光輻射光輻射。這種光輻射在一定條件下。這種光輻射在一定條件下有可能成為導(dǎo)致電離的因素(如流柱理論中二有可能成為導(dǎo)致電離的因素(如流柱理論中二次電子崩的起因)動沿電場方向運動1cm平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)。極轟擊出的自由電子個數(shù)正離子從陰極轟擊出的自由電子個數(shù)。遜放電的自持條件：流電源yy------=0.1-0.01。實際上包括光電離、潘寧電離-------非自持放電：pdpdtorrcm，P:0.01to300torr。高氣壓，大間距條件下不成立---->空間電荷效應(yīng)弱(僅考慮外電場的加速)沒有電場的不均勻性結(jié)果：放電擊穿速度慢，timelag10-5s暗放電、電暈、輝光(弱放電，空間電荷的電場低于外部電場)擊穿仍然由電子雪崩過程解釋(電子雪崩示意圖如下圖)電子雪崩對空間電場的影響電子雪崩的發(fā)展最終結(jié)果：形成連接陰極、陽極的局部放電通道(10-2-10-1cm)→→streameradad雪崩發(fā)展(擊穿速度或timelag)：流注擊穿---光電離，電子倍增速度與光傳播速度有關(guān):108cm/s.二次電子:湯遜---離子轟擊陰極；流注----光電離電子雪崩數(shù)量：湯遜---許多；流注---一個or幾個放電通道：湯遜---在整個電極區(qū)，放電均勻流注---一個or幾個通道，放電不均勻遜放電的電子雪崩示意圖發(fā)展，不同雪崩形成大面積大氣壓均勻放電的技術(shù)方法(a)均勻的湯遜擊穿;不產(chǎn)生glowtoarc(GTA)的transition.(2)均勻的湯遜擊穿的實現(xiàn)方法(a)降低擊穿電壓間隙間隙非均勻流光放電區(qū)均勻輝光放電區(qū)預(yù)電離密度(cm-3)預(yù)電離密度增加>電子密度增加>電子雪崩密度增加>電子雪崩重疊>均勻放電((C)放電頻率(射頻)快脈沖：電壓上升快>電子離陰極近>電子雪崩半徑大>電子雪崩可以重疊>均勻放電ansitionGAT(a)限流電阻(分立或阻性陰極).陰極空心陰極等離子體陰極(詳細內(nèi)容)電I-V特性空心陰極結(jié)構(gòu)I-V特性曲線第二陽極電壓保持不變，空心陰極電壓隨電流的變化I跳躍前、后為predischarg,MCS電壓降低>利于輝光放電維持Predischarge與MCS之間的遲滯現(xiàn)象(c)氣流冷卻效應(yīng)(阻止或延遲GAT的方法)響電電位分布流低電流絕緣介質(zhì)的作用但是：不能完全確定擊穿過程(有絕緣介質(zhì)不能保證湯遜擊穿)可以影響擊穿后的過程(電荷積累)典型的電極形式DBD的不同模式均勻輝光放電(不僅僅是用眼看)glowlikeCCD畢露)非均勻的絲(filament，肉眼看是，實際也是)影響DBD的物理因素(beingfarfromconclusive)氣體種類的影響He,Ne中容易得到glow氮氣中容易得到弱的均勻放電，glow區(qū)O(空氣)電負性氣體放電容易產(chǎn)2生filament放電徑向電場分布的影響自擦除放電(selferasingdischarge)下一次放電具有正反饋作用。響低頻：不容易得到glow。高頻(連續(xù)，非脈沖)：不容易得到glow。原因:(1)離子不能到達電極中和電子積累電荷；>>電極間距增加，所需擊穿電壓增加，但擊穿場強降低。y(ead1)>>隨電極間距增加，值大，放電以stream方式擊穿，只能得到filament。>>大間距放電中，難以得到glow穿電壓不同介質(zhì)(絕緣介質(zhì)電導(dǎo)率)電導(dǎo)率高(積累電荷移動(內(nèi)建電場降低、均勻(后續(xù)放電均勻(glow)低導(dǎo)電率高導(dǎo)電率扼流線圈：U=-Ldi(t)/dt,降低快放電過程(filamemt)的電壓>>慢速、均勻放電(glow)沖DBD缺點：放電重復(fù)頻率低、成本高應(yīng)的影響潘寧電離產(chǎn)生種子電子>擊穿電壓降低>利于湯遜擊穿>>現(xiàn)象本質(zhì)：當(dāng)電壓反向時，新的filament在同一地方產(chǎn)生。原因：空間有潘寧電離產(chǎn)生的電子，介質(zhì)表面有積累電荷>空間記憶>>filament之間有排斥力：同種電荷(正電荷)>>頻率很低：自組織消失，在整個電極表面filament隨機產(chǎn)生。原因：空間電荷消失，表>>頻率很高：沒有Pattern:絕大多數(shù)帶電粒子被束縛在gap中，積累電荷降低，空間記憶作>>電壓幅值：增加時，在新spot產(chǎn)生filament,看似均勻。>>金屬表面不穩(wěn)定，容易形成不均勻的氧化物，氧化物局部擊穿后容易產(chǎn)生arc;DBD典型(阻止或延遲GAT的方法>反其道：將arc轉(zhuǎn)變?yōu)間low)失大于吸收能量>>transition:Arctoglow>>新Arc在電極小間隙處產(chǎn)生>循環(huán)(f)射頻大氣壓放電(阻止或延遲GAT的方法>：降低放電電壓).維持電壓與頻率的關(guān)系射射頻段擊穿電壓與頻率的關(guān)系射頻段擊穿電壓與pd的關(guān)系(帕邢曲線：高pd段>為什么得到此段？)極窄間隙(70微米)射頻擊穿電壓與pd的關(guān)