大气压介质阻挡辉光放电研究综述

大气压介质阻挡辉光放电由于不需要真空装置并且所产生等离子体均匀性好、电子温度与电子密度适中,在工业领域具有重要的应用前景,逐步成为低温等离子体的研究热点.文中综述了利用介质阻挡放电装置实现大气压辉光放电的研究进展,主要包括实验装置、检测手段、产生条件、产生机理和参数诊断等,最后对大气压辉光放电的未来研究进行了展望.     

用大气压下空气辉光放电对聚四氟乙烯进行表面改性

通过放电的电气特性测量和发光特性观察,界定了空气中大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)的不同放电特点.用扫描电子显微镜(SEM)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段,研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行改性的效果,并分析了APGD和DBD处理效果不同的原因.实验结果表明:PTFE表面经APGD和DBD处理后,其表面微观样貌和表面化学成分均发生变化,且APGD的处理效果优于DBD.APGD可以对PTFE表面进行更为均匀的处理,经APGD处理40s后,PTFE表面的w(O)从0增加到21%,表面的水接触角从118°下降到53°.     

大气压级联辉光放电中射频放电对脉冲放电的影响

针对脉冲放电的起辉过程会影响脉冲介质阻挡放电效率的问题,在脉冲放电前引入脉冲调制射频放电组成级联放电.建立大气压氦气级联辉光放电的二维自洽流体数值模型,研究调制射频放电对脉冲放电特性的影响.深入探讨放电极板间隙中调制射频放电段结束后剩余的等离子体粒子的空间分布及时空演化过程.分析电子密度、离子密度和电场强度随时间与空间...     

大气压介质阻挡放电等离子体射流源研究进展

大气压介质阻挡放电等离子体射流是近年来兴起的一种新的大气压低温等离子体放电技术,是目前国际上等离子体科学与技术领域的研究热点之一.作为一种经济、便捷的等离子体产生技术,大气压介质阻挡放电等离子体射流对等离子体生物医学等新兴交叉学科的蓬勃发展起到了良好的推动作用.本文从大气压介质阻挡放电等离子体射流发生器结构设计入手,介绍了部分具有代表性的射流发生器的结构特点及设计思想,分析了不同构型射流源的优势与不足,总结了目前实际应用中大气压介质阻挡放电等离子体射流源特性提升所面临的挑战,并简要讨论了产生较大体积均匀稳定的氦和氩等离子体射流的发生器设计原则和基本特性.     

大气压氩气介质阻挡均匀放电的数值模拟

通过建立一个自洽的一维等离子体流体模型,数值模拟了大气压下氩气介质阻挡均匀放电的放电过程,得到了各种等离子体参量在放电过程中的时空分布,研究了驱动频率对放电特性以及放电模式的影响.计算结果表明:随着驱动频率的增加,放电电流密度以及空间电荷密度不断增加,气隙电压在放电前后的变化量也随之增大,均匀放电模式从典型的大气压汤森放电(APTD)模式逐渐过渡到大气压辉光放电(APGD)模式.驱动电压的增长率以及空间剩余电荷是造成放电模式转变的主要因素.     

一种大气压下辉光放电的实现方法

大气压下辉光放电（APGD）在空气净化中有良好的应用前景。选取了大气压下普遍认为较易产生辉光放电的氮气作为反应气体,分别在不同气压（数百帕直至大气压）下,将其以一定的流速通过覆有介质材料的两平板电极之间,利用频率可变的高频电源,产生了介质阻挡辉光放电。通过对不同气压下的放电电压和电流及等离子体参数的比较,讨论了压强变化对于氮气环境下稳定辉光放电的影响。为进一步研究大气压下辉光放电的机理,实现大气压下空气环境中稳定的辉光放电提供了重要参考。     

大气压介质阻挡放电特性研究

采用水作为电极,对大气压下空气介质阻挡放电的斑图结构(pattern fomation)进行了观测.研究了斑图结构与实验条件的关系.实验结果表明斑图结构中的丝密度随气体隙宽度的增加而减小.     

低温大气压介质阻挡氦气/氮气放电温度特性的数值研究

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氩气/空气介质阻挡辉光放电特性研究

采用水电极介质阻挡放电装置,在低气压氩气(氩气体积分数为99.9%)和空气混合气体中实现了辉光放电.辉光放电比较均匀、稳定,其典型特征是在每半个周期内有1个电流脉冲.采用光谱方法,研究了辉光区域内,电子激发温度和氮分子(C3Ⅱu)的振动温度的变化情况.发现在产生辉光区域内,电子激发温度和氮分子(C3Ⅱu)的振动温度几乎不变.     

不同气压下氩气介质阻挡辉光放电的特性研究

利用双水电极介质阻挡放电装置,采用光学方法和电学方法测量了不同气压下氩气介质阻挡辉光放电发光和转移电荷的时间特性.随气压的增加,放电的光信号脉冲数不断增加.介质阻挡辉光放电的起始时刻都发生在外加电压的下降沿,也就是电压的零点以前,即\"过零放电\".通过Lissajous图形得到了放电功率.气压小于8.08×104Pa时,介质阻挡辉光放电电压和放电功率随气压变化缓慢增加;在气压大于8.08×104Pa时,介质阻挡辉光放电电压和放电功率随气压变化迅速增加.获得了气压对介质阻挡辉光放电电压和放电功率的影响.     

脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流的影响

在固定脉冲频率及占空比的情况下,研究脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流长度的影响。分析脉冲放电的电流电压波形、等离子体射流的光发射强度的时空演化过程以及等离子体子弹速度的变化。结果表明:等离子体子弹随脉冲电压的增大由单子弹变为双子弹再变为单子弹;射流长度相应地先增长然后趋于稳定,射流长度由增长转变为稳定的转变电压正好处于形成双子弹的脉冲电压附近。     

空气介质阻挡放电振动温度时间行为

在1.01×105Pa下测量了针-针电极空气介质阻挡放电振动温度的时间行为.实验发现在单个放电脉冲期间,振动温度不是1个恒定值,而是随时间呈现先增大再减小的变化趋势.且振动温度峰值时刻较放电电流峰值约滞后33 ns.     

DBD大气压等离子体的数值模拟研究进展

介绍了大气压介质阻挡放电(DBD)的一般结构及其特性,并说明对其数值模拟的必要和意义。同时在介绍了一些常用的模拟模型基础上,重点对流体模型和粒子云—蒙太卡洛模拟加以描述。最后结合模拟研究的历史和当前进展,展望了DBD大气压等离子体的数值模拟研究的难点和前景。     

常温常压等离子体氟碳纳米颗粒膜表征

通过介质阻挡放电在大气压条件下进行等离子体聚合,获得了氟碳聚合物薄膜。并用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜以及静滴接触角界面张力测量仪等测试方法研究了膜的化学结构、表面物理形态与放电条件之间的关系。实验结果表明,聚合物膜是一种由纳米颗粒堆积而成的多孔膜。通过选择控制放电的功率、时间以及单体的流量,可以得到含FC或FCO官能团的聚合物膜。经该聚合物涂层后的棉织物具有超级拒水拒油性能,比表面能可降为2.429×10-2J/m2,而且透湿指数为0.9997,涂层后织物透湿性几乎没有变化。     

电荷沉积对大气压介质阻挡放电特性的影响

采用CCD影像法对大气压介质阻挡放电电荷沉积效应进行了实验研究.结果表明,沉积电荷是由微流光放电产生的,由沉积电荷构成的界面域等离子体会受激励电压、激励频率、DBD结构等因素影响;沉积在电介质表面的电荷主要是能量较高的电子,它们显著地影响着等离子体化学过程;窄间隙、薄电介质层结构、高频激励以及优良的电介质材料可以有效地增强界面域效应,进而提高了DBD反应器的性能.     

介质阻挡放电中气流对放电特性的影响

研究了介质阻挡放电中放电特性随气体流量的变化.结果表明,击穿电压、放电的空间分布、电流波形等均随气体流量的改变而改变.击穿电压在静态气体中最高,随气体流量的增加呈现复杂行为;放电的空间分布在气体流量增加过程中由类四边形斑图转变为均匀的类辉光放电,最后出现局部的条纹斑图;而此过程中电流的脉冲数则先减小后增加.实验发现,存在一个适当的气体流量,使得击穿电压出现最低值,放电区呈现均匀的类辉光放电.     

介质阻挡放电过程的计算

以介质阻挡放电照相技术为背景,建立了介质阻挡放电的一维模型,分别计算和分析了介质阻挡放电市场、带电粒子浓度以及电流密度在放电空间的分布和随时间的演变过程,计算结果表明,放电空间的正离子空间电荷效应和介质上电子的累积效应使放电个有微放电的特点,同时微放电特性与被照样品的突起程度有密切的关系,使得介质阻挡放电照相成为可能。     

无声放电和电晕放电转化温室气体比较研究

在无声放电和电晕放电条件下 ,研究了温室气体甲烷和二氧化碳的转化特性 .实验结果表明 ,甲烷和二氧化碳在不同放电形式下反应得到不同的产物 .甲烷、二氧化碳电晕放电反应的主要产物是合成气 ,无声放电反应的产物包括合成气、烃、含氧化物和高聚物等 ,类似于Fischer- Tropsch合成的产物 ,但分布不符合 Schulz- Flory方程 .在实验条件下 ,电晕放电反应体系的能量产率是 2 .2 6 mol/ (k W· h) ,无声放电反应体系的为 0 .34 mol/ (k W· h) .输入功率对等离子体反应影响较显著 ,甲烷和二氧化碳转化率随体系输入功率的提高而很快增加 .将 13X分子筛催化剂引入无声放电反应 ,提高了烃类产物选择性 ,抑制了炭黑和高聚物的生成 ,但甲烷和二氧化碳转化率分别由 6 4.3%和 5 5 .4%降低至 5 1.6 %和 41.7% ,合成气的H2 / CO比由 1.7降至 1.4     

氟利昂—12的常压DBD降解

利用介质阻挡放电（ＤＢＤ）在常压下产生非平衡态等离子体,实现了气态ＣＦ２Ｃ１２（氟利昂－１２）的常压降解。降解产物主要用ＧＣ,ＦＴ－ＩＲ分析。在（ＣＦ２Ｃ１２）＝３．３％的１个标准大气压的空气中,放电１０s的条件下可以使ＣＦ２Ｃ１２达到较高的降解率（８５％）。其主要的降解产物为ＣＦ２Ｏ,Ｃ１２及少量的ＣＯＣ１Ｆ和ＣＦ４等,并讨论了产物的生成途径以及不同的外加气体,输入功率对ＣＦ２Ｃ１２常压降解的影