大气压脉冲放电和射频放电过程研究

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1、学校代码：10255学号：2151398大气压脉冲放电和射频放电过程研究DischargeProcessofAtmosphericPulsedDischargeandRadioFrequencyGlowDischarge专业：物理作者：王晓东指导老师：石建军答辩日期：2018年5月15日1东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负

2、责，并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2东华大学学位论文版权使用授权书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，同意学校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，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日3大气压脉冲放电和射频放电过程研究摘要近年来，由于大气压辉光放电产生的等离子体在材

3、料表明处理、薄膜沉积、生物消毒和环境处理等方面体现的应用优势，大气压辉光放电的基础和应用研究都得到了国内外的广泛关注。目前大气压辉光放电主要采用数值模拟和实验研究大气压介质阻挡辉光放电、大气压脉冲辉光放电和大气压射频辉光放电。在实验研究中，除了通过放电电流电压波形研究放电电学特性和采用等离子体发射光谱表征放电中产生的激发态粒子，通常还通过对两电极板间的放电侧视图进行获得放电的时空演变过程，讨论放电的动力学过程。由于在大气压辉光放电在应用过程中对等离子体均匀性的要求，需要了解在电极表面的放电形貌，而且其对放电的稳定性也有重要影响。本文通过对大气压辉光放电在电极

4、板表面的等离子体图像进行时间分辨诊断和研究，研究的放电形式包括大气压脉冲辉光放电、大气压脉冲调制射频辉光放电、大气压脉冲辉光放电辅助射频辉光放电。结合放电电流电压波形和放电在电极板间的等离子体图像的时空分布，系统研究了放电过程，特别脉冲放电对射频辉光放电的辅助作用。研究发现：大气压脉冲辉光放电中对应于脉冲电压上升沿阶段的第一次放电会在透明玻璃电极表面形成放电环，而在对应于脉冲电压下降沿阶段的第二次放电时快速收缩到金属电极表面；大气压射频辉4光放电在起辉阶段首先在两电极中间产生，形成钟形空间分布，然后逐步演化为稳定放电状态下的双峰形分布，另外在电极边缘放电也得

5、到了加强；在大气压射频辉光放电中引入脉冲放电以后，脉冲放电中的第一次放电得到了加强，表现为在电极表面形成的放电圆环更强。在两种放电协同放电阶段，电极表面放电随时间表现为脉冲放电形成的放电圆环扩展和收缩与射频辉光放电形成的放电圆盘强弱变化的共存状态。另外研究了脉冲放电与脉冲调制射频辉光放电的相互作用，在脉冲放电的辅助作用下，射频辉光放电起辉过程能更快进入稳定放电状态，表现为在两电极间射频辉光放电起辉阶段就形成了双峰空间分布结构。通过进一步研究脉冲放电和射频辉光放电在12s、5s和0s情况下脉冲放电对射频辉光放电起辉的辅助作用，发现射频辉光放电图像强度能更

6、快达到稳定值，说明通过减短脉冲放电和射频辉光辉光放电的时间间隔，能加强脉冲放电对射频辉光放电起辉的辅助效果，这主要是由于在射频辉光放电起辉时，放电空间残余的脉冲放电中产生的各种活性粒子较多，特别是对射频辉光放电起辉起重要重要的残余电子。通过系统研究大气压脉冲放电和射频辉光放电在电极表面和电极间的放电过程，对大气压辉光放电特性和机理有了更深入的了解，特别是为获得均匀稳定的大气压辉光放电等离子体源提供了实验依据，并为大气压辉光放电等离子体的应用提供了技术支持。关键词：大气压辉光放电，脉冲放电，射频辉光放电，放电时空过程5DISCHARGEPROCESSOFATM

7、OSPHERICPULSEDDISCHARGEANDREDIOFREQUENCYGLOWDISCHARGEABSTRACTRecently,muchattentionhasbeenpaidonthefundamentalandapplicationstudiesofatmosphericglowdischargesduetotheirpotentialemploymentsinsurfacemodification,thisfilmdepositionandbio-sterilizationandenvironmentaltreatment.Currentl

8、y,investigationonatmospher