大气压PET阻挡放电模式实验研究

作     者：朱钰婷 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：霍伟刚

授予年度：2020年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：大气压介质阻挡放电 氦/氩混合气体 电极电压 放电模式 氩原子光谱 

摘      要：千赫兹大气压介质阻挡放电不需要昂贵的真空系统且能在较低的温度下产生活性物种,在材料表面改性、工业臭氧产生、CO激光激发等领域有重要应用。活性物种的产生与放电模式密切相关。已有的放电模式研究主要集中于三氧化二铝介质下惰性气体及它们混合气体的放电,对PET介质氦/氩混合气体放电模式的研究较少。针对PET介质氦/氩混合气体放电模式,本论文开展了以下研究:首先研究了电极电压对PET介质纯氦气、纯氩气和1:1氦/氩混合气体放电特性的影响,研究发现:（1）PET介质阻挡纯氦气或纯氩气放电在大气压下都能实现辉光放电,不同的是氦气放电在不同的电极电压下是均匀地充满电极间隙放电,而氩气放电在低电极电压下呈现孤立的、局部均匀的辉光（斑图）放电特征,随着电极电压的增加,氩气放电由孤立的、局部均匀的斑图放电发展成连续的、充满整个电极间隙的均匀辉光放电;（2）在氦/氩气体流量比固定为1:1时,随电极电压的增加,氦/氩混合气体放电经历了均匀辉光、辉光-斑图共存、斑图、再次辉光-斑图共存和均匀辉光的转化,对应的电极电压分别是1.46、1.64、1.82和1.92kV。最后研究了氩气在氦/氩混合气体中占比对放电模式的影响,得到了放电模式在电极电压与氩/氦气体流量比图中的分区,发现随着电极电压增加,在0.3≥Ar/（Ar+He）区域,放电分别运行在均匀辉光区、辉光-斑图共存区;在0.3≤Ar/（Ar+He）≤0.9区域,放电存在五个特征区（两个均匀辉光区、两个辉光-斑图共存区和一个斑图区）;随着电极电压的增加,在Ar/（Ar+He）≥0.9区,放电运行在斑图区、辉光-斑图共存区和均匀辉光区。同时还研究了不同氩/氦气体流量比下,氩原子谱线强度、电子激发温度随电极电压的变化。给出了电极电压、氩气在混合气体中占比对放电模式影响的物理解释。