微放電通道的徑向擴(kuò)展與放電均勻性的研究.pdf

1、介質(zhì)阻擋放電（DBD）能產(chǎn)生非熱平衡等離子體。目前，其已被廣泛應(yīng)用于絕緣材料表面改性、殺菌消毒、CO2激光器、等離子體顯示面板和臭氧合成等工業(yè)領(lǐng)域。本文通過(guò)均勻DBD的粒子模擬計(jì)算和DBD徑向擴(kuò)展性的實(shí)驗(yàn)研究，研究DBD徑向擴(kuò)展性與放電均勻性。
　　 首先，建立了粒子模擬計(jì)算的簡(jiǎn)化模型，模擬計(jì)算了單一氣隙中電子崩發(fā)展過(guò)程。結(jié)果表明，要在空氣大氣壓下產(chǎn)生均勻放電，需要減緩電子崩的發(fā)展過(guò)程，抑制流注的形成；空間電荷對(duì)崩頭附近不同區(qū)域

2、的電場(chǎng)有較強(qiáng)的削弱或加強(qiáng)作用；初始并行發(fā)展的2個(gè)電子崩間相距大于400μm時(shí)，空間電荷對(duì)其中垂線處軸向場(chǎng)的影響很小，并且在電子崩轉(zhuǎn)化為流注的臨界位置處，空間電荷對(duì)其中垂線上的軸向電場(chǎng)遠(yuǎn)小于外加初始電場(chǎng)。因此，初始并行發(fā)展的2個(gè)電子崩間相距大于400μm時(shí)可獨(dú)立發(fā)展。
　　 其次，針對(duì)DBD的特點(diǎn)，建立了考慮空間電荷和壁電荷作用的粒子模擬計(jì)算的模型，進(jìn)行均勻DBD（Towsend模式）的粒子模擬計(jì)算。結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)外界條件合理

3、地控制空間電荷和壁電荷的作用，可抑制電子崩向流注的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)均勻放電； DBD中初始并行發(fā)展的2個(gè)電子崩行進(jìn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)三種情況：融合的電子崩，并行發(fā)展的2個(gè)電子崩和未融合的并行電子崩-流注；據(jù)此提出了“電子崩的融合度”C描述實(shí)現(xiàn)均勻放電的條件。我們?cè)谟?jì)算中還發(fā)現(xiàn)，如果不考慮壁電荷，兩個(gè)電子崩是互相排斥的（這是傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)），但如果壁電荷合適，兩個(gè)電子崩有吸引趨勢(shì)，這一新現(xiàn)象有待于實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
　　 最后，采用不同曲率半徑的球面電極