在空气中实现大气压辉光放电的途径及其探索

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空气中的大气压辉光放电具有极高的应用价值。利用高频交流电源的介质阻挡放电(DBD)是实现大气压空气辉光放电的主要途径。但是,由于空气在绝缘方面的特殊性,其在大气压条件下的DBD极易转化为丝状模式。在空气中实现大气压辉光放电极其不易。因此,为了在空气中实现大气压辉光放电,本文对其产生途径展开了探索。首先,分析了DBD的放电特征,并基于此,提出了DBD条件下的大气压辉光放电的判定条件。其次,以存在接触点的接触小间隙放电为例,探究了横向电场分布对产生辉光放电的影响。分析表明,短间隙电场强度较大,长间隙电场强度较小的横向不均匀电场分布是产生均匀的辉光放电的主要条件之一。较大电场强度的短间隙率先放电所产生的带电粒子的扩散作用是较小电场强度的长间隙产生放电的有利保证。再次,以螺旋管式电极结构和平面扩散性电极结构为例,探究了纵向电场分布对产生辉光放电的影响。研究表明,在电子雪崩发展方向上呈现先大后小的纵向电场分布能够使电子雪崩均匀发展,使放电变得均匀。强电场激发,产生初始电子;弱电场减缓电子雪崩发展速度可能是产生均匀的辉光放电的主因之一。最后,以两组放电电极结构和交直流耦合电极结构为例,探究了初始电子密度对产生辉光放电的影响。结果表明,初始电子密度是影响产生辉光放电的根本。总之,合理的电场分布和初始电子密度是在空气中实现大气压辉光放电的决定因素。
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