大气压脉冲射频、脉冲直流等离子体射流研究

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1、分类号学号M201171289学校代码10487密级硕士学位论文大气压脉冲射频、脉冲直流等离子体射流研究学位申请人：胡江天学科专业：电气工程指导教师：刘大伟副教授答辩日期：2014年1月10日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringInvestigationsofAtmosphericPressurePulsedRadioFrequencyandPulsedDirectCurrentPlasmaJetsCandidate:HuJiangtianMa

2、jor:ElectricalEngineeringSupervisor:AssociateProf.LiuDaweiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan.2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权

3、书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要本文比较了一个三管的等离子体射流阵列分别在脉冲射频和脉冲直流电源驱动下的传播特征。对于脉冲射频等离子体阵列，大量的离子和亚稳态离子在等离子通道的积

4、累使等离子体射流快速响应于电场。它的结构类似于“等离子体子弹”，实际上是阳极辉光。对于脉冲直流等离子体射流阵列，在管附近的强电场导致等离子体子弹在发射期不断增长，而等离子体子弹之间的排斥力导致脉冲直流等离子体射流阵列的分散。比较两种射流阵列的309纳米和777纳米的发射光谱，说明脉冲射频等离子体阵列有更高的化学活性。测试了两种悬浮电极对放电的影响，电源电极与悬浮电极之间的放电降低了激发等离子体的电压。当悬浮电极全部位于环形电极内部时，高浓度的氦集中区域里等离子体子弹会由环形到圆盘形转变，这是由等离子体子弹和地电极之间的电场引起的。当悬浮介质阻挡电极和悬浮针电极位于管外时，分别观察到双通

5、道的等离子体射流和加强的等离子体射流，表面结构和累积的电荷导致双通道的等离子射流形成，连接针电极和地电极之间的通道使得等离子射流加强。对大气压下脉冲调制射频放电进行了实验和模拟的分析，当调制频率较低时，为了提高电流密度和电子温度，占空比应大于30%。但是为了减小功率消耗、降低气体温度，占空比不应大于60%。通过选择适当的调制频率和占空比，能够有效地优化脉冲射频放电，在限制气体温度、功率消耗的情况下产生高密度、非平衡等离子体。关键词：脉冲射频脉冲直流悬浮电极等离子体射流I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractInthispaperwecomparetheplasmaplumep

6、ropagationcharacteristicsofa3-channelpulsedRFplasmajetarrayandthoseofthesamedeviceoperatedbyapulseddcsource.Forthepulsed-RFjetarray,numerouslonglifetimeionsandmetastablesaccumulatedintheplasmachannelmaketheplasmaplumerespondquicklytoappliedelectricfield.Itsstructuresimilaras“plasmabullet”isanano

7、deglowindeed.Forthepulseddcplasmajetarray,thestrongelectricfieldinthevicinityofthetubeisthereasonforthegrowingplasmabulletinthelaunchingperiod.Therepulsiveforcesbetweenthegrowingplasmabulletsresultinthedivergenceofthepulsedd