具有长正柱区直流辉光放电等离子体中双稳态现象的实验研究

阐述具有长正柱区的直流辉光放电工作电压与放电电流或工作气压之间的滞后效应即双稳态现象的实验研究工作。     

直流辉光放电正柱区等离子体轴向不均匀性及不稳定性的实验研究

阐述直流辉光放电正柱区轴向不均匀性和不稳定性的实验研究工作。     

直流辉光放电等离子体特性研究

研究了直流辉光放电中各区域的特性, 测量了正柱区的等离子体参数, 阐述了利用直流辉光放电正柱区等离子体对高分子材料进行表面改性时等离子体参数的选择     

脉冲叠加直流激励辉光放电特性

辉光放电产生的低温等离子体具有广泛的应用前景,日益成为研究热点。本文提出了一种采用脉冲叠加直流的方式来激励辉光放电的实验装置。选取氩气作为反应气体,本实验在低气压下进行,利用参数可调的高频脉冲电源和直流电源进行激励。研究了不同激励方式下击穿电压和电流的变化规律。实验发现：直流辉光放电击穿电压最低,约为380 V,但是在放电过程中放电管发热比较严重;脉冲辉光放电所需击穿电压为450～600 V,但其存在反复击穿;而脉冲叠加直流激励辉光放电则降低了脉冲击穿电压,最低约为400 V,且改善了放电管发热严重的问题。     

直流辉光放电等离子体特性的数值计算

给出直流辉光放电等离子体的一维磁流体力学（ＭＨＤ）方程组及其稳态的差分方程和边界条件，并利用计算机计算、作图给出等离子体的电位、电子密度、离子密度、电子速度和离子速度的一维空间分布曲线．最后对计算结果进行讨论     

直流辉光放电光谱分析铜合金的基本特性研究

用自行组装的直流辉光放电原子发射光谱仪器对分析铜合金的某些基本特性进行了研究。探讨了光源放电室结构，放电气体压力，放电电压等操作参数以及试样尺寸大小对放电性能肽元素谱线强度的影响，并进行了优化。     

解析式直流辉光放电等离子体理论模型的改进

对作者前期建立的自洽、解析式直流辉光放电等离子体理论模型进行了改进。考虑到电子能量分布，认为电子碰撞电离速率系数ｆ取决于电子的迁移速度ＶＥ和扩散速度ＶＤ，而不象以前假设电离速率系数ｆ为一常数。另外，不再将形式为（Ｃ１ｃｏｓｍｚ＋Ｃ２ｓｉｎｍｚ）的通解简化为形式为Ｃ（ｃｏｓｍｚ＋ｓｉｎｍｚ）的特解，改进后的理论模型仍为自洽的解析式理论模型，它的适用范围更广，与实验结果更为接近。     

低气压直流氩气辉光放电的数值模拟研究

建立了一维氩气直流辉光放电自洽流体模型,采用对流与扩散方程来描述带电粒子在间隙中迁移、扩散以及电子的能量变化过程,并考虑了空间电荷对电场的影响以及离子撞击阴极产生的二次电子发射作用.采用有限元法对放电模型进行数值求解,得到了放电电流随时间的演化波形,以及放电稳定后带电粒子的浓度与总通量密度的空间分布,同时也求得了电子能量与电场的空间分布.计算结果表明:加压25μs后,放电逐渐趋于稳定状态;当放电稳定后,在阴极位降区附近,离子密度比电子密度高几个数量级,在正柱区附近两者浓度几乎相等;电子能量在阴极位降区内达到峰值29 eV,而在负辉区及正柱区几乎保持不变;放电电流密度在阴极位降区主要由流向阴极的氩离子及其产生的二次电子所贡献,而在负辉区和正柱区,电子成了放电电流密度的主要贡献者.     

大气压直流辉光放电装置的实验与分析

为了能减小放电装置的体积,以应用于便携式仪器,设计了线-筒型大气压直流辉光放电装置,放电间隙仅1.92 mm.它主要由内线电极、外筒电极组成,线电极直径为0.16 mm,筒电极直径为4 mm.观察并说明了从电晕放电向辉光放电过渡的过程.通过放电波形和图像验证了其处于辉光放电状态.推导了利用氮气第二正带系计算振动温度和转动温度的算法,并利用光谱仪(Acton Spectrapr0 2500i)采集所产生的等离子体的发射光谱,计算得到该等离子体的振动温度在2 360 K左右,转动温度在830 K左右.将该装置作为离子源应用于敞开式质谱中,实验结果表明,该直流大气压辉光放电形成的等离子体可以很好地离子化甲酸、乙酸、苯酚等物质.     

氮气直流辉光放电阴极鞘层区电子行为的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟对氮气直流辉光放电等电子体阴极鞘层区内电子的输运过程进行了研究,计算了阴极鞘层中电子的能量及角分布的空间变化.模拟讨论了电子密度和电子平均能量在鞘层的轴向分布规律.结果表明:在鞘层电子主要以高能束的形式朝前散射,电子在输运过程中表现出的这一特征依赖于放电条件,电子碰撞电离和离解电离产生的次电子在鞘层边界附近迅速倍增.模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据.     

正丙醇溶液直流辉光放电等离子体电解产物分析

 以正丙醇溶液为原料进行辉光放电等离子体电解的实验研究。利用GC-MS联用仪,GC及光发射光谱等检测手段对辉光放电电解的气液相产物进行分析。实验结果表明：电解的主要产物有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、水、二氧化碳、甲醛、苯及甲苯等。各种气体产物和产量受放电电压、放电电流等因素影响明显。在等离子体层中正丙醇分解过程和其他类型的等离子体分解过程类似。蒸汽鞘层中的加速电子是引发辉光放电过程非法拉第定律现象的决定因素。阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和电子。正丙醇阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上产生的主要活性物种有C3H3,CO+,CH,CH2O,H,H2O+,CH2和H2O。利用键能理论对正丙醇溶液放电后主要产物的生成路径进行了分析。     

直流辉光放电氮原子离子的Monte Carlo模拟研究

采用氮直流辉光放电等离子体中快电子和离子（N^＋_２,N ^＋）混合的蒙特卡罗模型, 模拟研究了 e^－+ N_２___N^＋+N+2e和N ^＋_２+N_２___N^＋+N+N_２ 过程离子N^＋的产生率轴向分布随放电参数的变化规律及其轰击阴极的能量分布 . 结果表明, 两种 离解过程中氮原子离子（N^＋）的产生率均随气压和电压的增加而增大, 随 放电气体温度的升 高而降低; 但N^＋_２-N_２离解碰撞主要发生在 阴极附近. 在电压较高时, 阴极处的N^＋主要由N^＋ _２-N_２离解过程产生; 在电压较低时, N^＋ _２-N_２离解过程可忽略.     

常压直流脉冲辅助射频放电起辉过程研究

采用组合电极结构产生常压等离子体射流,对直流(DC)脉冲辅助射频放电进行试验研究.在每个射频脉冲产生之前,引入一个微秒级DC脉冲放电,通过采集放电电流和电压曲线以及时间分辨放电图像,研究这种组合放电的电学特性及时空分布.结果表明,在射频放电脉冲中间引入微秒级DC脉冲放电之后,使射频放电脉冲起辉电压从3.86kV降低到1.61kV,提高了常压脉冲射频放电的稳定性,可为常压射频放电在工业上的连续化应用提供技术依据.     

氩辉光放电阴极区离子的能量和角分布

由蒙特卡罗方法模拟离子在氩直流辉光放电阴极位降区的运动，包括了 离子现中性原子的电荷交换碰撞和弹性散射，用到了较精确的依赖于离子能 量的电荷交换和动量输运截面，得到了阴极位降区不同位置离子的能量分布 和角分布．发现：离子由负辉光区向阴极运动过程中，离子能量分布的高能部 分逐渐增大，角分布向小角度部分压缩，阴极位降区的强电场加速和聚焦了 离子．     

大气压纵向氦气流对直流辉光放电特性影响的研究

利用一维自洽流体模型系统研究了大气压条件下纵向氦气流对直流辉光放电特性的影响.研究结果表明,在不同的氦气流速条件下,对应不同放电空间中带电粒子的动力学行为特征表现出显著的差异,进而引起放电结构的变化.正向氦气流导致放电空间中正柱区和负辉区的带电粒子密度减少,甚至能够使得负辉区逐渐消失.负向氦气流能够使得放电空间负辉区的带电粒子密度增大.通过比较氦气流速与离子迁移速率的差异,分析结果发现,因氦气流导致对流效应,其通过不同方式影响放电空间带电粒子的输运机制,最终引起了放电空间结构行为特性的变化.等离子体密度的增加说明在实际应用中通过控制气流大小和方向可以提高等离子体源的化学活性和工作效率,这对于等离子体在工业领域中的应用具有一定的参考和指导意义.     

介质表面的辉光放电特性

为产生大面积片状等离子体,实验研究了在介质表面的直流放电氩等离子体特性. 测试了共面电极和对面电极两种结构下的放电伏安特性曲线和等离子体发光图像,讨论了介质表面效应对电场分布和放电特性的影响. 结果表明,这两种电极结构具有相似的放电特征,等离子体通道紧贴介质表面;二者伏安特性曲线基本相同,它们随放电条件的变化规律也比较相似,但与传统平板电极直流放电特性不尽相同. 介质表面影响电场分布和电荷损失机制,因而影响放电特性. 介质表面共面和对面电极结构可以产生高密度平面等离子体.     

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...     

辉光放电等离子体特性的实验研究

针对Langmuir单探针测量空气辉光放电等离子体特性实验中,探针的伏安特性曲线不理想这一问题,分析了两种数据处理方法,并通过了实验验证;对影响等离子体参数分布的因素(放电电压、气压)进行了考察。结果表明:放电电压越高,电子的温度越低,密度越高;气压越高,电子的温度越低,密度越高。     

辉光放电钎焊的材料适应性研究

为研究辉光放电钎焊对材料的适应性,对几种常用的黑色金属和有色金属进行了辉光钎焊。实验证明：采用合适的钎焊工艺,选择合适的钎料可以获得高质量的钎焊接头,利用辉光放电可实现钎焊的快速加热及工件的阴极净化。     

直流辉光放电等离子体增强化学气相法制备金刚石及氮化碳薄膜

采用直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术方法 ,在Si(100)衬底上制备了金刚石薄膜 ,并在此基础上合成了含有少量晶态颗粒的非晶氮化碳薄膜