脉冲调制射频大气压辉光放电击穿特性的研究

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1、硕士学位论文脉冲调制射频大气压辉光放电击穿特性的研究StudiesonElectricBreakdownCharacteristicsinRFPulse·modulatedAtmosphereGlowDischarge学号：21002015完成日期：2013—4—22大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：酶硅蠲勤戥纽塞龟屋癣豇丛鱼羔盗喹如豳耸经作者签名：鲶龟日期：趔至年—L月型L日大连理工大学硕士学位论文摘要近些年来，大气压射频辉光放电由于具有易击穿、易实现大面积的均匀辉光放电、适合于工业化生产等优点，在等离子体刻蚀、材料表面改性、薄膜沉积等方面具有潜在的工业应用价值，因而，受到很多研究人员和工程师的青睐。但是，由于热不稳定性，大气压射频辉光放电容易从辉光放电过渡为弧光放电，限制了其在工业生产中的应用。为了降低大气压射频辉光放电气体的温度进而抑制热不稳定性，获得

3、稳定性好而高强度的辉光放电，科学研究人员提出了脉冲调制射频大气压放电。然而，目前对其的实验研究主要集中于模式转化和放电稳定性，对其放电空间的击穿机理及特性缺乏深入的研究与认识。因此，研究脉冲调制射频大气压放电的击穿特性就成了一项很有意义的工作。本论文旨在研究上个脉冲放电残存的电子和亚稳态原子以及外界电离(如宇宙射线)产生的电子对击穿电压和击穿延迟的影响，主要有以下两个部分：第一部分：我们提出了一种新的判定脉冲调制射频大气压放电击穿点的方法一等离子体吸收功率突变点，研究发现脉冲调制射频大气压放电中存在三种类型的击穿：平顶区击穿、上升沿最大值处击穿和上升沿击穿。同时，研究分析了脉冲调制参

4、数对击穿电压的影响。实验结果表明：随着脉冲间隔时间的增长，击穿电压呈现先陡增后变化平缓的趋势。当脉冲间歇时间很长时，上次放电残存电子和亚稳态原子完全损失，仅靠外界种子电子击穿，击穿概率一样，对击穿电压影响甚微；而当脉冲时间较短时，上次放电残存的电子和亚稳态未能完全损失，仍有一部分留作下次放电的种子电子，时问越短，种子电子密度越大，越容易击穿，击穿电压相对变化明显。第二部分：研究了不同的实验参数下，对脉冲调制射频大气压放电击穿延迟的影响，主要是讨论了脉冲间歇时间的影响。研究表明：击穿延迟随脉冲间歇时间增加在一定范围内呈现单调递增的趋势，进一步增加，变化趋势平缓；同时，研究发现在不同的脉

5、冲时间间隔下，击穿延迟分布函数呈现不同的分布：在较短的脉冲时间间隔下，击穿延迟分布函数呈现高斯分布：随着脉冲时间间隔时间变长，其从高斯分布转变到高斯一e指数分布再到e指数分布。之后，我们分析了其他试验参数(占空比、工作电压、混合气体等)下，击穿延迟的变化趋势及原因。结果都表明，残存电子的变化对击穿延迟的影响很大。关键词：脉冲调制；大气压射频辉光放电；击穿延迟；击穿电压；脉冲间歇时间脉冲调制射频大气压辉光放电击穿特性的研究StudiesonElectricBreakdownCharacteristicsinRFPulse．modulatedAtmosphereGlowDischarge

6、AbstractInrecentyears，theresearchoftheatmosphericradiofrequencyglowdischarge(RF—APGD)isregardedbymanyresearchersandengineersduetotheiradvantagessuchasbreakdowneasily，easytorealizealargeareauniformglowdischarge，moresuitableforindustrialproduction，etc．andhaveawiderangeofpotentialapplicationsindif

7、ferentfields，includingplasmaetching、thesurfacemodificationofmaterials，thinfilmdeposition，andSOon．However,RF—APGDiseasilytransferredfromglowtoarcdischargeduetothermalinstability,whichlimitstheapplicationsofradiofrequencyatmospheric