高压脉冲电晕放电N_2、N_2+O_2等离子体的分子束质谱诊断研究

【摘要】： 以具有三级差分抽气系统的分子束质谱为检测手段，通过加强仪器 的接地和屏蔽保护，并采用数字示波器强大的累加平均功能消除强烈的 电磁干扰从而提高信噪比，对线板式高压脉冲电晕放电N_2等离子体和 N_2+O_2等离子体阴极板区的正离子成份进行了诊断研究。实验结果表明： 1）两种消除强电磁干扰的措施保障了四极质谱仪的正常运行并明显提 高了信号的信噪比，证明由纳秒级高压脉冲产生的强电磁干扰是可以克 服的。2）对于高压脉冲电晕放电N_2等离子体，在放电反应室N_2压力 （10-25）×133Pa，峰值电压4-10kV及放电重复频率10-100Hz范围内， N~+流强大于N_2~+流强2-8倍，N~+及N_2~+流强随脉冲峰值电压、放电重复频 率升高而增大，随放电气压变化则存在一极值。3）对于高压脉冲电晕 放电N_2+O_2等离子体，在放电反应室N_2压力（10-25）×133Pa，峰值电 压4-10kV及放电重复频率10-100Hz范围内，N~+流强约为N_2~+或O~+流强 的1-10倍，N_2~+和O~+流强基本相当，没有检测到O_2~+。N~+、N_2~+和O~+流强 随脉冲峰值电压、放电重复频率的升高而增大，放电气压的影响则存在 一极值。在对该体系进行实验研究的同时进行了初步模拟计算，模拟结 果和实验结果一致。