大气压等离子体射流阵列放电特性的研究(适合电气B方向)文献综述
2020-04-10 16:31:58
文 献 综 述
一.概述
等离子体(Plasma)是一种由自由电子和带点离子为主要成分的物质形态,广泛存在于宇宙中,常被视为是物质的第四态,被称为等离子态,或者”超气态”,也称”电浆体”。严格来说,等离子体是具有高位能动能的气体团,等离子体的总带电量仍是中性,借由电场或磁场的高动能将外层的电子击出,结果电子已不再被束缚于原子核,而成为高位能高动能的自由电子,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括六种典型的粒子,即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子。等离子体具有很高的电导率,与电磁场存在极强的耦合作用。
大气压等离子体射流阵列放电特性的本质还是在研究等大气压等离子射流放电特性,而大气压等离子体射流的基本放电形式是介质阻挡放电,即DBD (Dielecric barrier discharge),同时因为有快速气流吹动,气流的存在可以进一步抑制放电过程中可能产生的放电通道过于集中的问题,有利于产生一种稳定而均匀的放电形式;此外,气流的吹动可以把放电空间产生的一些活性成分、激发态粒子、甚至荷电粒子导出放电空间区域,这样就可以实现放电区域与工作区域的分离,使这种放电等离子体发生器具有更大的实用性。
而大气压等离子体射流及其粒子空间雷富集的粒子、电子、激发态原子、分子及自由基都是活泼的反应反应性物种,这些活性离子数量大、种类多、活性强,易于和所接触的材料表面发生反应,因而在材料表面处理、生物医学、环境工程、等离子体化工的诸多领域都表现出了独特的工艺优势和良好的应用前景
二.放电特性
2.1等离子体射流阵列放电特性试验装置
图1 试验系统图
如图1所示,本实验系统图是针对线性阵列等离子体射流放电特性的试验装置图,GAS为试验所需要的气体,一般情况下,试验中普遍使用惰性气体氦,但是由于惰性气体氦的价钱过于昂贵,普通实验室一般使用惰性气体氩和氖来代替氦来作为等离子体射流放电特性试验的气体,而工业上由于大量生产和成本原因普遍使用的是非惰性气体氮气和压缩空气来作为吹出气体。
本实验装置连接如图所示,放电电源与隔直电容,采样电阻串联,将电压加到放电电极上,与电机相连的送气装置则通过减压阀和流量计向装有电极的玻璃管中送入一定流速的氦气,生成的阵列式低温等离子体射流从玻璃管的喷口喷出,射流方式如图2所示。