介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)

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1、介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院講解人：李楠介質(zhì)阻擋放電定義結(jié)構(gòu)圖分析放電的物理過程介質(zhì)阻擋放電特性和實(shí)例分析主要內(nèi)容介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)介質(zhì)阻擋放電（dielectricbarrierdischarge）又稱無聲放電（silentdischarge）簡稱DBD介質(zhì)阻擋放電是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種氣體放電。介質(zhì)可以覆蓋在電極上或者懸掛在放電空間里。當(dāng)在放電電極上施加足夠高的交流電壓時，電極間的氣體，即使在很高的電壓下也會被擊穿而形成所謂的介質(zhì)阻擋放電。這種放電表現(xiàn)很均勻，散漫和穩(wěn)定，實(shí)際上是由大量細(xì)微的快脈沖放電通道構(gòu)成的。通常放電空

2、間的氣體壓強(qiáng)可達(dá)105Pa或更高，因此這種放電屬于高氣壓下的非熱平衡放電。又稱無聲放電。介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)DBD是一種高氣壓下的非平衡放電。這種放電的擊穿與其他放電的相似之處是在外電場的作用下，電子從電場中獲得能量，通過與周圍分子原子碰撞，傳遞能量，使之激發(fā)電離，產(chǎn)生電子雪崩;不同之處是氣體不被完全擊穿形成火花或電弧，而是由于介質(zhì)阻擋作用限制了放電電流的無限增長。只有快脈沖式電流細(xì)絲通道形成，每個通道相當(dāng)于單個流光擊穿，即所謂的微放電。微放電是DBD的一大放電特點(diǎn)。DBD的快脈沖微放電是因?yàn)楫?dāng)微放電兩端的交變電壓變相時，電流就會截止，在同一空間點(diǎn)上

3、只有當(dāng)再度達(dá)到U>UB時，才會再次產(chǎn)生微放電，所以隨外加交變電壓的正弦波變化而形成每半周期一次(放電頻率)的快脈沖放電細(xì)絲電流。微放電是DBD的核心。介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)1－電極；2－電介質(zhì)層；3－放電間隙圖DBD結(jié)構(gòu)示意圖Fig.SketchdiagramofDBDstructure介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)介質(zhì)阻擋放電的物理過程由于介質(zhì)阻擋放電的電流主要是流過微放電通道形成的，因此放電的主要過程也就必定發(fā)生在微放電中，微放電是介質(zhì)阻擋放電的核心。三個階段：（1）放電的形成（放電的擊穿）（2）氣體間隙的電流脈沖（電荷的輸運(yùn)）（

4、3）在微放電通道中原子，分子的激發(fā)和解離，自由基和準(zhǔn)分子等的形成介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)以上三個階段的持續(xù)時間相差很大，有數(shù)量級的差別。一般放電的擊穿在幾個納秒內(nèi)完成，電荷輸運(yùn)在1-100ns中進(jìn)行，分子，原子的激發(fā)和反應(yīng)所需的時間可能達(dá)到微妙級，甚至延續(xù)到秒。放電的擊穿和電荷的傳遞過程可以形成微放電，在微放電形成的初期主要是電子在外加電場的作用下獲得能量，與周圍的氣體分子發(fā)生碰撞，使氣體分子激發(fā)電離，從而生成更多的電子，引起電子雪崩，形成微放電通道。在微放電后期伴隨大量的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)介質(zhì)阻擋放電的特性介質(zhì)阻擋放電（無聲放電）是

5、一種非常適合進(jìn)行等離子體化學(xué)反應(yīng)的放電形式，特點(diǎn)：（1）等離子體操作范圍較廣，可在常壓甚至在加壓下進(jìn)行反應(yīng)（2）無聲放電呈微放電形式，通過放電間隙的電流由大量微細(xì)的快脈沖電流細(xì)絲組成，放電表現(xiàn)穩(wěn)定，均勻（3）無聲放電具有較大體積的等離子體放電區(qū)，也就是在反應(yīng)過程中反應(yīng)分子接觸的較充分，有利于反應(yīng)完成氣體流量計介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)大氣壓冷等離子體介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)可以在大氣壓下產(chǎn)生冷等離子體。大氣壓冷等離子體是一種低溫非平衡等離子體，是氣體在大氣壓下受到外界高能量(高電壓、強(qiáng)電磁場、輻射等)作用時電離產(chǎn)生的常溫狀態(tài)等離子體，電子溫度在十幾個電子伏以下。氣

6、體在電離過程中能產(chǎn)生大量的活性物質(zhì)，包括帶電粒子、具有化學(xué)活性的亞穩(wěn)態(tài)活性物質(zhì)(如臭氧、活化的氫氧自由基和氧原子等)和紫外光子。ThankYou!