重復(fù)頻率亞微秒脈沖功率源常壓空氣均勻放電特性研究.pdf

1、氣體放電產(chǎn)生等離子體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理、材料改性、微電子工業(yè)表面沉積與刻蝕、等離子體顯示屏等重要工業(yè)領(lǐng)域。采用重復(fù)頻率高壓脈沖功率電源可實(shí)現(xiàn)常壓（一個(gè)大氣壓）空氣中均勻放電，放電產(chǎn)生等離子體遠(yuǎn)離平衡態(tài)，具有更高能量及更多活性粒子，還可以有效解決傳統(tǒng)高頻及射頻交流激勵(lì)導(dǎo)致的溫度升高帶來(lái)局部過(guò)熱問(wèn)題的影響，并且具有操作方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，直接在空氣中產(chǎn)生大面積均勻放電，在工業(yè)上有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　論文首先采用電路仿真軟件

2、研究脈沖變壓器漏磁電感及分布電容、等待充電回路、直流高壓電源脈沖電容等參數(shù)對(duì)高壓窄脈沖電源輸出波形的影響。采用1.2kΩ無(wú)感電阻作為負(fù)載測(cè)量得到最高輸出電壓70kV至80kV，脈寬230ns，脈沖前沿124ns，脈沖重復(fù)頻率可實(shí)現(xiàn)單次及130Hz至1kHz連續(xù)可調(diào)，重復(fù)頻率脈沖幅值抖動(dòng)在5％至10％左右。
　　搭建常壓空氣亞微秒脈沖激勵(lì)介質(zhì)阻擋放電（Dielectric Barrier Discharge，DBD）等離子體產(chǎn)生研究

3、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。采用玻璃材料、聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，PTFE）及有機(jī)玻璃薄板作為介質(zhì)阻擋材料分別在4.5mm、6.5mm與6.5mm氣隙間距下實(shí)現(xiàn)了直徑130mm區(qū)域的常壓空氣均勻放電，采用曝光時(shí)間0.25s相機(jī)拍攝圖像及肉眼觀察均分辨不出放電細(xì)絲的存在。采用Liu和Neiger的高壓脈沖DBD等效模型計(jì)算得出氣隙電壓、放電電流、放電功率密度等參數(shù)，研究亞微秒脈沖激勵(lì)DBD放電特性。外加電壓脈沖幅值、前沿及介

4、質(zhì)擋板種類與厚度、氣隙間距等條件決定了電場(chǎng)變化率的大小，從外界參數(shù)影響氣隙電場(chǎng)變化率的角度分析外界參數(shù)對(duì)放電電學(xué)特性及放電均勻性的影響。
　　采用光譜分析儀測(cè)量不同電壓幅值下等離子體發(fā)射光譜，計(jì)算分析得出等離子體轉(zhuǎn)動(dòng)溫度、振動(dòng)溫度及其它們隨外加電壓幅值變化的規(guī)律，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)常壓空氣中亞微秒脈沖激勵(lì)DBD等離子體特性與放電機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
　　大氣壓空氣脈沖激勵(lì)均勻放電在聚合物薄膜處理方面具有優(yōu)勢(shì)，采用亞微秒脈沖激勵(lì)DBD產(chǎn)生