大连理工大学 三束材料改性教育部重点实验室，辽宁 大连 116024
采用二维轴对称流体模型对比研究了3种不同电极结构下大气压Ar等离子体射流的基本特性。第一种是带绝缘介质的针电极结构（电场方向和气体流方向平行），第二种是在第一种电极结构的介质管外增加一个垂直气流方向的接地环电极，第三种是不带绝缘介质的裸针电极结构。研究结果表明，接地环电极的引入对介质管内外的射流传播影响不同。在介质管内，接地环电极使管内表面附近的径向电场增加，电子密度升高，射流传播速度加快，但对中心轴附近的电场和电子密度影响很小；然而在介质管外，接地环电极的引入导致轴向和径向电场均减小，从而引起射流的传播长度减小，射流通道径向收缩。通过带绝缘介质的针电极和裸针电极结构的对比研究发现，保持其他条件不变，去掉包裹在针电极上的介质后，由于等离子体电势升高，电场增加，射流的传播长度几乎增加一倍，峰值电子密度增加近一个数量级，而且在整个射流通道内电子密度都保持相对高的值。此外，对3种电极结构下的主要活性粒子的产生和输运进行了比较研究。
大气压Ar等离子体射流 电极结构 二维模拟 活性粒子 atmospheric pressure Ar plasma jet electrode structure 2D simulation reactive particle 强激光与粒子束
2021, 33(6): 065011
三束材料改性教育部重点实验室(大连理工大学), 大连理工大学物理与光电工程学院, 辽宁 大连116024
在长度为20 cm的石英毛细管内利用两个边缘锋利的中空的针型电极之间的氩气放电产生了高电子密度的大气压等离子体。 利用发射光谱对所获得的等离子体的几个重要参数进行了诊断。 利用计算机谱线拟合法合成了300 nm附近OH(A-X)的(0-0)转动谱带并通过与测量谱线的比较确定了等离子体的气体温度, 根据Hβ谱线Stark展宽法计算了等离子体的电子密度, 采用玻尔兹曼曲线斜率法依据测得的有关氩的发射光谱估算了等离子体的电子温度。 研究结果表明, 这种石英毛细管内弧光放电等离子体的气体温度约为(1 100±50)K; 电子密度数量级在1014 cm-3; 电子温度约为(14 515±500)K。
等离子体放电 Stark展宽 转动温度 电子密度 电子温度 Arc plasma discharge Stark broadening Rotational temperature Electron density Electron temperature 光谱学与光谱分析
2010, 30(5): 1167
大连理工大学 物理与光电工程学院, 大连 116024
基于1维流体力学模型, 对大气压射频裸露金属电极氩气放电过程进行了研究。模型中考虑了氩等离子体放电过程中主要发生的激发和电离等7个反应过程, 对等离子体反应产生的主要粒子, 包括电子、氩原子离子Ar+、氩分子离子Ar+2和氩激发态Ar*等, 建立连续性方程、动量方程和电流平衡方程。分析了极板电压、极板间距对上述粒子数密度分布的影响。给出了电子,Ar+,Ar*和Ar+2密度随极板电压及间距变化的时空演化过程。得出极板电压或极板间距的改变会使放电空间的电场发生改变, 对应一定的极板间距, 极板电压有一个最佳值, 极板电压和间距的变化会使对应的极板间有一个最佳电场值, 而对应最佳电场有一个等离子体气体间最佳反应系数, 从而使放电空间粒子数密度发生改变。
等离子体 大气压射频放电 极板间距 极板电压 plasma atmospheric pressure radio frequency discharge electrode gap electrode voltage 强激光与粒子束
2010, 22(12): 3015
