辉光放电
辉光放电

辉光放电(Glow discharge)辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式,应用也最广泛。
比如,一般的气体激光器(He-Ne 激光器、CO2激光器等)、常用光源(荧光灯)、空心阴极光谱灯等。
同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式,所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。
§6.1 辉光放电的产生及典型条件最简单的辉光放电的结构如图6.1(a)。
调节电源电压E或限流电阻R,就会得到如图6.1(b)的V-A特性曲线。
管电压U调节到等于着火电压U b时,放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电,此时,放电电流I会继续增大,管压降U下降,进入辉光放电区。
放电管发出明亮的辉光,其颜色由放电气体决定。
限流电阻R应比较大,以保证放电稳定在辉光放电区。
如果限流电阻R很小,放电很容易进入弧光放电区。
辉光放电的特点:比较高的放电管电压U(几百~几千V),小的电流I(mA量级);弧光放电的特点:很低的放电电压U(几十V),大电流放电I(A量级甚至更大)。
辉光放电的典型条件:①放电间隙中的电场分布比较均匀,至少没有很大的不均匀性;例如He-Ne激光器的放电管内电场近似均匀。
②放电管内气体压强不是很高,要求满足(Pd)Ubmin<Pd<200Kpa cm(巴邢曲线的右支),d---放电管内电极间距,(Pd)Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。
一般P=4Pa~14Kpa时,可出现正常辉光放电,而Pd>200Kpa cm时,非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电;③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级,且电源电压应高于着火电压U b,否则不能起辉。
§6.2 辉光放电的组成区域和基本特征对于一对平行平板放电电极,典型的辉光放电外貌如图6.2(a)。
从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。
下面对各放电区一一进行介绍。
1、阿斯顿暗区(Aston Dark Space):它是仅靠阴极的一层很薄的暗区,是有Aston首先在H2、He、Ne放电中观察到的放电暗区,所以称为阿斯顿暗区。
辉光放电原理

辉光放电原理
辉光放电是一种在气体中产生的放电现象,其原理是通过在两个电极之间加上
足够的电压,使得气体分子发生电离,产生等离子体,从而产生可见的光。
辉光放电在许多领域都有重要的应用,比如荧光灯、氖灯、等离子体显示器等。
在本文中,我们将深入探讨辉光放电的原理及其应用。
辉光放电的原理主要包括以下几个方面:
1. 电离和复合过程。
当两个电极之间的电压足够大时,电场会加速气体分子,使得它们发生电离。
这些电离的正负离子会在电场的作用下向两个电极移动,当它们再次相遇时,会发生复合过程,释放出光子。
这些光子就是我们所看到的辉光。
2. 离子化和激发态。
在辉光放电中,气体分子被电场离子化后,产生的离子和电子会在电场的作用
下获得能量,从基态跃迁到激发态。
当它们返回基态时,会释放出光子,形成辉光。
3. 电子碰撞激发。
在辉光放电中,电子和气体分子碰撞后会获得能量,使得气体分子跃迁到激发态。
当气体分子返回基态时,会释放出光子,形成辉光。
辉光放电在实际应用中有着广泛的用途。
比如在荧光灯中,通过辉光放电产生
的紫外线激发荧光粉发光;在氖灯中,氖气被放电后产生的红色光线被用于广告招牌和指示灯;在等离子体显示器中,通过辉光放电产生的等离子体来显示图像。
总的来说,辉光放电是一种重要的放电现象,其原理包括电离和复合过程、离
子化和激发态、电子碰撞激发等。
它在荧光灯、氖灯、等离子体显示器等领域有着
广泛的应用。
通过对辉光放电原理的深入理解,我们可以更好地应用这一现象,推动科技的发展和进步。
辉光放电的特征

辉光放电的特征辉光放电是一种在气体中产生的电放电现象,具有独特的特征和表现形式。
以下将详细介绍辉光放电的特征。
一、起始电压和电流特征辉光放电的起始电压是指在特定条件下,气体中发生辉光放电所需的最低电压。
起始电压取决于气体种类和气体压力。
当电压达到起始电压时,气体中的电子会被加速,从而导致电离和电子的碰撞。
辉光放电的起始电流是指在起始电压下,气体中开始出现辉光放电的最低电流。
起始电压和电流是判断辉光放电是否发生的重要指标。
二、辉光颜色和亮度特征辉光放电的颜色和亮度取决于气体种类和气体压力。
不同的气体在辉光放电时会产生不同的颜色,如氮气放电呈现出紫色,氧气放电呈现出蓝绿色。
辉光放电的亮度也会随着电压和电流的变化而改变,较低的电压和电流通常会产生较暗的辉光,而较高的电压和电流则会产生较亮的辉光。
三、放电形态特征辉光放电的形态多种多样,常见的形态有均匀辉光、不均匀辉光和闪烁辉光。
均匀辉光指的是整个放电区域均匀发光,没有明显的亮暗区域。
不均匀辉光指的是放电区域呈现出明显的亮暗变化,可能形成条纹、斑点或环状等图案。
闪烁辉光指的是放电区域的亮度会快速变化,呈现出明暗交替的效果。
四、声音和气味特征辉光放电在发生时通常会伴随着声音和气味的产生。
声音是由于放电过程中气体分子的碰撞和振动所产生的,不同的气体放电会产生不同的声音。
气味则是由于放电过程中产生的化学反应和物质释放所引起的。
例如,臭氧放电会产生一种特殊的气味。
五、放电路径特征辉光放电通常会沿着特定的路径传导,这条路径被称为放电通道。
放电通道的形态和位置取决于电极的形状和排列方式,以及气体的性质和压力。
在辉光放电发生时,放电通道会呈现出明显的亮度和形状变化,如放电通道可能会呈现出分支、弯曲或扩散的形态。
辉光放电具有起始电压和电流特征、辉光颜色和亮度特征、放电形态特征、声音和气味特征以及放电路径特征等独特的特点。
通过对这些特征的观察和分析,可以更好地理解和研究辉光放电现象,为相关领域的应用和发展提供基础和指导。
辉光放电的原理和特点

辉光放电的原理和特点
辉光放电是指当高电压施加在两电极之间时,使气体电离并形成带有辉光的放电现象。
其原理和特点如下:
原理:
1. 电离:当电场强度达到一定程度时,电子可以从原子或分子中获得足够的能量,从而使原子或分子发生电离,形成自由电子和带正电的离子。
2. 加速:在电场的作用下,自由电子受到加速,形成高速电子束。
3. 碰撞电离:高速电子束与气体分子碰撞,导致更多的电离发生。
4. 电荷并重新组合:电子束与正离子重新组合,从而形成带有辉光的电流。
特点:
1. 显著的辉光:辉光放电具有明显的辉光现象,使得放电区域呈现出明亮的光辉,有时还伴随着闪烁或变色。
2. 电场强度高:辉光放电需要较高的电场强度,使得气体达到电离的状态。
3. 电流密度低:辉光放电通常具有较低的电流密度,不会使电极过热或引发火花放电。
4. 稳定性好:辉光放电相对稳定,具有较长的寿命,因为形成的辉光电流可以持续流动。
5. 用途广泛:辉光放电可以应用于灯泡、气体放电显示器、气体激光器、电子显微镜等领域,具有重要的实际应用价值。
辉光放电

E 4 d 2U 4( ) 0 dx2
• 空间复合0
乱向运动为主
无雪崩式电离过程
快电子碰撞电离带电粒子
电子温度 快电子碰撞电离双极性扩散引起 的带电粒子损耗
发光:
• 靠激发原子而不是复合
• 发光强度 I
第五章:辉光放电
5.4 正柱区 : 传导电流
5.1 辉光放电的产生 典型条件: • 电场是均匀的 • 气压适中: 200kPacm>pd>(pd)min ----一般辉光放电:p=4-14kPa ----pd>200kPacm, 弧光或火花放电 • 足够容量的电源(电源电压, 限流电阻): I >mA, Us>Ub
外貌和参量分布
第五章:辉光放电
Ws-e<Ue
或
Ui
激发或电离
• E 很弱 缓慢加速电子
阴极部分
5.2 组成及特性—定性分析 正柱区: 均匀光柱或层状光柱 • 等离子区 n+=n• 正离子速度慢, 电子速度快 电子流 >>正离 子流
正离子和电子的负空间电荷达到平衡
• E: 远小于阴极区(几个数量级) • 当E/p很小时,乱向速度 >>um 阳极区: • 阳极附近负空间电荷 E 阳极位降 • 慢电子 电子速度 激发或电离
f
(E)
B
AeE/ p
p
0
1)阴极区带电粒子的产生 C 与正离子速度无关
和消失
电子和正离子没有空间复合
( E很大 ue 和 u很大)
带电粒子的消失主要在电极上
2) 阴极区带电粒子运动
u KE (仅当E在大范围均匀时才正确)
3) 阴极区电场分布
辉光放电

谢谢观看
简单的辉光放电示意图辉光放电时,在放电管两极电场的作用下,电子和正离子分别向阳极、阴极运动,并 堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子,故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间 电荷区大得多,使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征,而且在正 常辉光放电时,两极间电压不随电流变化。
物理原理
辉光放电是种低气压放电(Low pressure discharge)现象,工作压力一般都低于10 mbar,其基本构造是在 封闭的容器内放置两个平行的电极板,利用产生的电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态 时会以光的形式释放出能量。
Hale Waihona Puke 放电阶段辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段,放电的整个通道由不同亮度的区间组成,即由阴极表面开 始,依次为:①阿斯通暗区;②阴极光层;③阴极暗区(克鲁克斯暗区);④负辉光区;⑤法拉第暗区;⑥正柱区; ⑦阳极暗区;⑧阳极光层。其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所 造成的结果,与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关,这些都可以从放电理论上作出解释。辉光放电时, 在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷,因而形成明显的电位降落,分别称为阴极压降和阳极压降。阴极压 降又是电极间电位降落的主要成分,在正常辉光放电时,两极间的电压不随电流变化,即具有稳压的特性。
1933年德国Von Engel首次报道了研究结果,利用冷却的裸电极在大气压氢气和空气中实现了辉光放电,但 它很容易过渡到电弧,并且必须在低气压下点燃,即离不开真空系统。1988年,Kanazawa等人报道了在大气压下 使用氦气获得了稳定的APGD的研究成果,并通过实验总结出了产生APGD要满足的三个条件:(1)激励源频率需 在1kHz以上;(2)需要双介质DBD;(3)必须使用氦气气体。此后,日本的Okazaki、法国的Massines和美国 的Roth研究小组分别采用DBD的方法,用不同频率的电源和介质,在一些气体和气体混合物中宣称实现了大气压 下“APGD”。1992年,Roth小组在5mm氦气间隙实现了APGD,并声称在几个毫米的空气间隙中也实现了APGD,主 要的实验条件为湿度低于15%、气体流速50l/min、频率为3kHz的电源并且和负载阻抗匹配。他们认为“离子捕获” 是实现APGD的关键。Roth等人用离子捕获原理解释APGD,即当所用工作电压频率高到半个周期内可在极板之间捕 获正离子,又不高到使电子也被捕获时,将在气体间隙中留下空间电荷,它们影响下半个周期放电,使所需放电 场强明显降低,有利于产生均匀的APGD。他们在实验室的一台气体放电等离子体实验装置中实现了Ar、He和空气 的“APGD”。1993年Okazaki小组利用金属丝(丝直径0.035mm,325目)电极为PET膜(介质)、频率为50Hz的 电源,在1.
正常辉光放电和异常辉光放电的特征

正常辉光放电和异常辉光放电的特征1.正常辉光放电(1)透明管内光辉的显示。
正常辉光放电的主要特点是管内有明亮的辉光显示。
在辉光放电状态下,气体会发出各种颜色的辉光,如黄色、绿色、橙色等。
(2)放电管两侧发亮。
正常辉光放电时,放电管两侧的电极会发亮,其中一个电极发出的辉光更为明亮,称为主放电电极,另一个电极发出较暗的辉光,称为副放电电极。
(3)放电产生的声音。
正常辉光放电时,会伴随着放电的声音。
辉光放电时,气体分子和原子在电场的作用下发生激发和离解,产生一系列能量和声音。
(4)放电形成的景观。
正常辉光放电时,会产生一系列会聚、分支、扩展、螺旋等形态的景观。
这是由于电场分布的特性和辉光放电过程中激发和离解的微观过程所决定的。
2.异常辉光放电异常辉光放电是指在特定条件下,气体放电形成的一种非正常的放电形态。
它的特征如下:(1)发光颜色非正常。
异常辉光放电发出的光辉表现为非正常颜色,如紫色、青色、红色等。
与正常辉光放电不同的是,其颜色比较明亮且多是较单一的颜色。
(2)放电电流异常。
异常辉光放电时,放电电流较大并且极不稳定。
一般而言,辉光放电过程中是有规律的电流变化,但在异常辉光放电中,电流变化幅度大,可能在很短的时间内产生剧烈的波动。
(3)放电伴随噪音。
异常辉光放电与正常辉光放电一样,也会产生声音。
而与正常辉光放电不同的是,异常辉光放电的声音通常更大、更嘈杂。
这是由于放电过程中产生的电流突变或电弧出现等造成的。
(4)放电形态不规则。
异常辉光放电的形态往往呈现出一些不规则的特征,如分支的辉光放电、电弧等。
这是由于电压、气体组分、电极材料等因素导致的。
总结起来,正常辉光放电和异常辉光放电的特征可以区分为:正常辉光放电显示透明管内光辉、管内两侧电极发光、有声音、放电形成各种景观;而异常辉光放电颜色非正常、电流异常、放电伴随噪音、放电形态不规则。
这两种放电形态的不同特征是由气体组分、电压、电流等因素所决定的。
辉光放电的特征

辉光放电的特征
辉光放电的特征
什么是辉光放电?
辉光放电是一种电离气体放电现象,即在低压情况下,电极间的
气体发生放电现象。
它具有一些独特的特征,以下是辉光放电的主要
特征:
特征一:发出柔和而持久的光线
•辉光放电会产生柔和而持久的光线,呈现出明亮而通透的特点。
•光线的颜色可以根据气体的种类和电压的变化而改变,常见的颜色有蓝色、绿色、橙色等。
特征二:在暗处更加明显
•辉光放电在明亮的环境中很难被观察到,但在暗处,其光线将变得更加明显。
•这是因为辉光放电只会在电压达到一定程度时才能发生,而在暗处,由于外界光线的干扰较少,所以辉光放电更容易
被观察到。
特征三:电极附近有明显的闪光现象
•在辉光放电的过程中,电极附近会产生明显的闪光现象。
•这是因为辉光放电时,电极表面的气体被电离,产生大量自由电子和阳离子,它们在电场的作用下高速运动,撞击气
体分子并引起发光现象。
特征四:伴随着轻微的声音
•辉光放电通常伴随着轻微的声音,类似于电流流动时的嗡嗡声,但音量较小。
•这是因为辉光放电时,气体分子的碰撞产生了震动,导致声音的产生。
特征五:可通过调节电压和气体种类来变化效果
•辉光放电的特征可以通过调节电压和气体种类来改变。
•电压的大小决定了辉光放电的亮度和稳定性,而不同的气体种类则决定了发光的颜色。
结论
辉光放电作为一种特殊的电离现象,具有柔和持久的光线、在暗
处明显、电极附近闪光、伴随轻微声音等特征。
通过调节电压和气体
种类,可以改变辉光放电的效果。
对于研究和应用该现象具有重要意义。
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低温等离子体什么是低温等离子体低温等离子体的产生方法低温等离子体的应用领域什么是低温等离子体?冰升温至0℃会变成水,如继续使温度升至100℃,那么水就会沸腾成为水蒸气。
随着温度的上升,物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程,我们把这三种基本形态称为物质的三态。
那么对于气态物质,温度升至几千度时,将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧,相互间的碰撞就会使气体分子产生电离,这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的火焰就处于这种状态)。
我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态,即等离子体(plasma)。
因为电离过程中正离子和电子总是成对出现,所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等,总体来看为准电中性。
反过来,我们可以把等离子体定义为:正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰,我们可以看到等离子体的存在,而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。
据印度天体物理学家沙哈(M·Saha,1893-1956)的计算,宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。
而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。
此外,对于自然界中的等离子体,我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。
在人工生成等离子体的方法中,气体放电法比加热的办法更加简便高效,诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。
在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值,其密度为106(单位:个/m3)的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体,跨越近20个数量级。
其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K (1-10亿度)。
温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位,1eV=11600K。
通常,等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。
设它们的密度分别为ne,ni,nn,由于准电中性,所以电离前气体分子密度为ne≈nn。
于是,我们定义电离度β=ne/(ne+nn),以此来衡量等离子体的电离程度。
日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%,像这样β=1的等离子体称为完全电离等离子体。
电离度大于1%(β≥10-2)的称为强电离等离子体,像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β<10-3 ),称之为弱电离等离子体。
若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行,那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能,从而使等离子体达到热平衡状态。
若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te,Ti,Tn,我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma),在实际的热等离子体发生装置中,阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入的工作气体发生电离,输出的等离子体呈喷射状,可用作等离子体射流(plasma jet)、等离子体喷焰(plasma torch)等。
另一方面,数百帕以下的低气压等离子体常常处于非热平衡状态。
此时,电子在与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量,所以有Te>>Ti , Te>>Tn。
我们把这样的等离子体称为低温等离子体(cold plasma)。
当然,即使是在高气压下,低温等离子体还可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式即电晕放电(corona discharge)或电弧滑动喷射式放电来生成。
大气压下的辉光放电技术目前也已成为世界各国的研究热点。
可产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚,在高气压下等离子体的输运特性的研究也刚刚起步,现已形成新的研究热点。
(To top)低温等离子体的产生方法辉光放电电晕放电介质阻挡放电射频放电滑动电弧放电射流放电大气压辉光放电次大气压辉光放电辉光放电(Glow Discharge)产生低温等离子体辉光放电属于低气压放电(low pressure discharge),工作压力一般都低于10mbar,其构造是在封闭的容器內放置两个平行的电极板,利用电子将中性原子和分子激发,当粒子由激发态(excited state)降回至基态(ground state)时会以光的形式释放出能量。
电源可以为直流电源也可以是交流电源。
每种气体都有其典型的辉光放电颜色(如下表所示),荧光灯的发光即为辉光放电。
因此,实验时若发现等离子的颜色有误,通常代表气体的纯度有问题,一般为漏气所至。
辉光放电是化学等离子体实验的重要工具,但因其受低气压的限制,工业应用难于连续化生产且应用成本高昂,而无法广泛应用于工业制造中。
目前的应用范围仅局限于实验室、灯光照明产品和半导体工业等。
(To top)部分气体辉光放电的颜色部分气体的辉光放电实例电晕放电(Corona Discharge)产生低温等离子体辉光放电只能在低气压下工作,而电晕放电可以在大气压下工作,但需要足够高的电压以增加电晕部位的电场。
一般在高压和强电场的工作条件下,不容易获得稳定的电晕放电,亦容易产生局部的电弧放电(arc)。
为提高稳定性可将反应器做成非对称(asymmetric)的电极形式(如下图所示)。
电晕放电反应器的设计主要参考电源的性质而有所不同,有直流电晕放电(DC corona)和脉冲式(pulsed corona)电晕放电。
由于电晕放电的范围小、能量低、放电的能量不均匀,通常应用范围仅局限于实验室。
(To top)介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)产生低温等离子体介质阻挡放电(DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。
介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作,通常的工作气压为104~106。
电源频率可从50Hz至1MHz。
电极结构的设计形式多种多样。
在两个放电电极之间充满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中,当两电极间施加足够高的交流电压时,电极间的气体会被击穿而产生放电,即产生了介质阻挡放电。
在实际应用中,管线式的电极结构被广泛的应用于各种化学反应器中,而平板式电极结构则被广泛的应用于工业中的高分子和金属薄膜及板材的改性、接枝、表面张力的提高、清洗和亲水改性中。
(To top)介质阻挡放电(DBD)常用结构介质阻挡放电通常是由正弦波型(sinusoidal)的交流(alternating current, AC)高压电源驱动,随着供给电压的升高,系统中反应气体的状态会经历三个阶段的变化,即会由绝缘状态(insulation)逐渐至击穿(breakdown)最后发生放电。
当供給的电压比较低时,虽然有些气体会有一些电离和游离扩散,但因含量太少电流太小,不足以使反应区内的气体出现等离子体反应,此时的电流为零。
随着供给电压的逐渐提高,反应区域中的电子也随之增加,但未达到反应气体的击穿电压(breakdown voltage; avalanche voltage)时,两电极间的电场比较低无法提供电子足够的能量使气体分子进行非弹性碰撞,缺乏非弹性碰撞的结果导致电子数不能大量增加,因此,反应气体仍然为绝缘状态,无法产生放电,此时的电流随着电极施加的电压提高而略有增加,但几乎为零。
若继续提高供給电压,当两电极间的电场大到足夠使气体分子进行非弹性碰撞时,气体将因为离子化的非弹性碰撞而大量增加,当空间中的电子密度高于一临界值时及帕邢(Paschen)击穿电压时,便产生許多微放电丝(microdischarge)导通在两极之间,同时系統中可明显观察到发光(luminous)的現象此时,电流会随着施加的电压提高而迅速增加。
在介质阻挡放电中,当击穿电压超过帕邢(Paschen)击穿电压时,大量随机分布的微放电就会出现在间隙中,这种放电的外观特征远看貌似低气压下的辉光放电,发出接近兰色的光。
近看,则由大量呈现细丝状的细微快脉冲放电构成。
只要电极间的气隙均匀,则放电是均匀、漫散和稳定的。
这些微放电是由大量快脉冲电流细丝组成,而每个电流细丝在放电空间和时间上都是无规则分布的,放电通道基本为圆柱状,其半径约为0.1~0.3mm,放电持续时间极短,约为10~100ns,但电流密度却可高达0.1~1kA/cm2,每个电流细丝就是一个微放电,在介质表面上扩散成表面放电,并呈现为明亮的斑点。
这些宏观特征会随着电极间所加的功率、频率和介质的不同而有所改变。
如用双介质并施加足够的功率时,电晕放电会表现出“无丝状”、均匀的兰色放电,看上去像辉光放电但却不是辉光放电。
这种宏观效应可通过透明电极或电极间的气隙直接在实验中观察到。
当然,不同的气体环境其放电的颜色是不同的。
虽然介质阻挡放电已被开发和广泛的应用,可对它的理论研究还只是近20年来的事,而且仅限于对微放电或对整个放电过程某个局部进行较为详尽的讨论,并没有一种能够适用于各种情况DBD的理论。
其原因在于各种DBD的工作条件大不相同,且放电过程中既有物理过程,又有化学过程,相互影响,从最终结果很难断定中间发生的具体过程。
由于DBD在产生的放电过程中会产生大量的自由基和准分子,如OH、O、NO 等,它们的化学性质非常活跃,很容易和其它原子、分子或其它自由基发生反应而形成稳定的原子或分子。
因而可利用这些自由基的特性来处理VOCs,在环保方面也有很重要的价值。
另外,利用DBD可制成准分子辐射光源,它们能发射窄带辐射,其波长覆盖红外、紫外和可见光等光谱区,且不产生辐射的自吸收,它是一种高效率、高强度的单色光源。
在DBD电极结构中,采用管线式的电极结构还可制成臭氧O3发生器。
现在人们已越来越重视对DBD的研究与应用。
(To top)介质阻挡放电(DBD)实例常见物质的介电系数和绝缘强度(To top)射频单电极电晕放电(Radio Frequency Single Electrode Corona Discharge)产生低温等离子体射频单电极电晕放电是介于电晕放电和介质阻挡放电两者之间的一种特殊形式。
其原理可用电晕放电来解释,只是将另一电极移至无穷远处而只有一个电极。
由于射频单电极电晕放电只有一个电极,并且可以在大气压下工作,只要有足够高的电压和频率,即可获得稳定的大范围的电晕放电,由于射频单电极电晕放电的能量高、放电的范围大,现在已经被应用于材料的表面处理和有毒废物清除和裂解中。
(To top)(To top)滑动电弧放电(Glide Arc Discharge or Plasma Arc)产生低温等离子体滑动电弧放电等离子体通常应用于材料的表面处理和有毒废物清除和裂解。