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Ar 等离子体射流助燃空气/Ar 介质阻挡放电光谱特性研究

2021-10-29邓国礼洪义通讯作者刘逸飞

电子制作 2021年18期

邓国礼,洪义(通讯作者),刘逸飞

(大连民族大学物理与材料工程学院,辽宁大连,116600)

介质阻挡放电的特点在于通过把绝缘介质(石英、玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等)插入到几毫米到几厘米的放电空间[1-3],使载流子积累在介质表面,形成与外加电场方向相反的的内建电场,进而减小放电空间内的总电场,有效地抑制放电电流的自由增长,从而避免放电过渡到弧光放电或火花放电,并且放电空间内的电子能量高,放电稳定和均匀[4]。通过研究发现,OH、O 等许多活性粒子主要是在介质阻挡放电的丝状微放电通道中产生[5],并且对空气净化、杀菌、材料表面改性、薄膜沉积、水中有机污染物去除等方面起到重要的作用[6-8],因此过去几十年里介质阻挡放电受到人们广泛关注。

总所周知,在Ar 等离子体中参入少量的空气有助于产生更多的活性粒子,但是随着空气含量的增加放电极其不稳定,很容易熄灭。这是因为氧气作为电负性气体,放电过程中通过迅速捕捉电子产生氧负离子[9],所以需要相对较高的工作电压才能产生和维持空气/Ar 介质阻挡放电。为了解决这个问题,本文提出了氩气等离子体射流助燃空气/Ar 介质阻挡放电装置。该装置的特点在于通过预先形成Ar 等离子体射流,为高压电极周围空气/Ar 介质阻挡放电提供种子电荷,使放电击穿电压得到明显减小,进而减小了装置的能耗,并对其进行了电学特性和光谱特性诊断。

1 实验装置

图1 给出了Ar 等离子体射流助燃空气/Ar 介质阻挡放电的实验装置。……

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