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《大连海事大学》 2004年
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DBD系统谐振与表面沉积电荷效应研究

赵艳辉  
【摘要】:利用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)方法能够在大气压或高于大气压条件下产生大空间、高密度的非平衡等离子体,可以在等离子体化学工程、材料表面改性、环境工程等方面获得广泛应用,逐渐成为放电等离子体学科的研究热点之一。然而,由于人们对DBD等离子体开展研究的时间较短,对DBD放电形成演化机理以及应用过程中存在的许多问题了解得还不够深入全面,限制了这一技术的进一步发展。本文结合国家自然科学基金重点资助项目“高气压下强电场电离气体的方法及其应用的基础研究(项目编号:60031001)”,针对DBD系统应用过程中存在的谐振问题与DBD微放电在电介质层表面产生沉积电荷效应问题进行了实验研究,为DBD系统放电参数优化、提高其放电性能提供了实验依据。研究结果表明: 1.DBD系统存在谐振现象,产生这种现象的原因是由于DBD电介质层等效电容与激励变压器初、次级的总漏感谐振造成的。当系统工作频率高于谐振频率时,系统的放电性能就会下降,若使DBD反应器能在较高的激励频率条件下具有较高的放电性能,必须设法减小激励电源变压器的漏感与电介质层的等效电容; 2.DBD系统工作于谐振频率时,系统呈阻性,从而可将电源电压直接耦合到DBD的放电间隙中去,既降低了激励变压器的输出电压;又可以利用系统的阻性特征对DBD等离子体的等效电阻进行测量,从而可以进一步诊断DBD中的等离子体演化过程; 3.微放电是DBD的主要特征之一。DBD对气体的激发与电离就发生在这些微细流光放电里,电离产生的电荷在电场力的作用下会沉积在电介质层表面形成本征电场,这一电场会反作用于放电电荷,从而影响DBD等离子体的演变过程。激励电源电压与频率、电介质材料、DBD结构、媒介气体等均会对电荷沉积效应产生较大影响。高频高压电源激励、窄间隙结构、高纯度薄α-Al_2O_3电介质层可以明显改善放电电荷在电介质层表面的沉积效应,促使等离子体反应向有利于目标产物的方向进行。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM831

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