收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大气压窄间隙DBD等离子体源与应用基础研究

张芝涛  
【摘要】: 一些研究者预言,在科学技术领域,紧跟着“纳米热”的将是“等离子体热”。这里的等离子体主要指低温等离子体,而“热”就热在低温等离子体的工业应用上。介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)是一种能够在大气压条件下获得非平衡等离子体的有效手段,能够在等离子体化学工程、材料表面改性、纳米材料制取、环境保护等方面获得广泛应用,近年来已成为低温等离子体学科的研究热点之一。 由于传统的DBD在气体电离方法方面存在许多问题,致使大气压条件下放电空间内气体的电离度很低,无法满足非平衡等离子体化学工程的需要。为了提高放电空间内气体的电离度,解决大气压条件下难以实现大空间强电离放电的难题,本文结合国家自然科学基金资助项目“超强电场放电离解气体分子及应用研究”(项目编号:69871002),针对影响DBD放电性能的关键因素,提出了利用窄间隙DBD实现大气压条件下强电离放电的方法,并对其放电特性、所用电介质材料性能、诊断方法及应用进行了研究。通过本文的研究,不但弄清了大气压窄间隙DBD等离子体形成与演变机理,而且也解决了大气压窄间隙DBD等离子体源研制与应用过程中存在的许多技术难题。理论推导与实验结果表明,利用q-v图形法不仅可以测量DBD等离子体的放电功率,而且可以诊断DBD等离子体的其它放电参量。经过改进的高压电桥法能有效地排除放电间隙等效电容的影响,使它成为另一种能够准确、方便测量DBD等离子体放电功率的方法。 采用窄间隙薄电介质层结构代替传统DBD的宽间隙结构;采用高频高压激励电源代替传统的50Hz工频高压激励电源;采用含量高于95%的氧化铝瓷代替普通的硼硅酸盐玻璃,大幅度地提高了放电间隙电场强度与电离区占空比,实现了大气压条件下的强电离放电。其放电间隙等效折合电场强度达到了200×10~(-17)V·cm~2以上,平均电子能量达到了10~16eV,电子密度达到了10×10~(23)/m~3以上,注入功率密度最大可以达到2.5W/cm~2,远高于传统的DBD装置。 对大气压窄间隙DBD等离子体一维形貌演变过程的研究结果显示,电介质层是影响DBD等离子体形貌演变的关键因素。同时也证实在大气压条件下利用以氮气或空气为电离介质的DBD观察到的所谓“辉光放电”并不是真正的辉光放电,而只是貌似辉光的准连续放电,是微放电集体效应的结果。 利用AFM、XPS、AES等方法对Al_2O_3电介质材料性能的研究结果表明,以含量高于95%的氧化铝瓷替代普通的硼硅酸盐玻璃大大地提高了电介质层材料的


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈俊英;董丽芳;嵇亚飞;李媛媛;宋倩;;介质阻挡放电不同边界放电区域的光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2011年08期
2 董丽芳;李媛媛;宋倩;陈俊英;袁宁;;介质阻挡放电中圆圈点放电丝的分子振动温度[J];光谱学与光谱分析;2011年09期
3 陈俊英;董丽芳;李媛媛;肖红;;气体放电中几种四边形斑图的发光特性[J];河北大学学报(自然科学版);2011年04期
4 喻永贵;程邦勤;孙权;孔维嵩;王哲;;介质阻挡放电等离子体与激波相互作用实验研究[J];强激光与粒子束;2011年07期
5 刘海涛;何伟;陈志刚;刘汝兵;林麒;;DBD放电产生等离子体的能效影响因素研究[J];科学技术与工程;2011年16期
6 贾鹏英;李雪辰;袁宁;;大气压冷等离子体喷枪气体温度的比较研究[J];光谱学与光谱分析;2011年08期
7 卢新培;严萍;任春生;邵涛;;大气压脉冲放电等离子体的研究现状与展望[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2011年07期
8 卢新培;;等离子体射流及其医学应用[J];高电压技术;2011年06期
9 蔡忆昔;王军;赵卫东;周博;;线管式低温等离子体反应器的设计及其性能分析[J];高电压技术;2011年06期
10 宋慧敏;张明莲;贾敏;吴云;梁华;;对称布局等离子体气动激励器的放电特性与加速效应[J];高电压技术;2011年06期
11 程钰锋;聂万胜;车学科;;临近空间介质阻挡放电等离子体气动激励效果的数值分析[J];高电压技术;2011年06期
12 ;真空电子技术[J];中国无线电电子学文摘;2011年03期
13 贾向红;许峰;万军;贾少霞;王守国;;用于空间辐射主动防护的等离子体发生器设计[J];真空科学与技术学报;2011年04期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李成辉;江雪;胡静;侯贤灯;;纳米TiO_2增强介质阻挡放电胺类发射光谱信号[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
2 王森;乐沛思;李果;李和平;包成玉;;射频大气压介质阻挡放电等离子体特性的实验研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
3 高亮;黄建军;齐冰;汝丽丽;;大气压沿面介质阻挡放电的实验研究及诊断[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
4 蒯平宇;刘昌俊;;介质阻挡放电分解制备CuO/ZnO催化剂研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
5 董丽芳;范伟丽;贺亚峰;刘微粒;;介质阻挡放电超点阵斑图[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
6 张路远;胡圣虹;;基于介质阻挡放电抑制LA-ICP-MS分析中元素分馏效应的研究[A];湖北省化学化工学会第十一届分析化学专业年会论文集[C];2007年
7 黎薇;唐丽;吕弋;侯贤灯;;介质阻挡放电-分子发射光谱法检测挥发性氯代烃[A];中国化学会第十五届全国有机分析及生物分析学术研讨会论文集[C];2009年
8 刘钟阳;吴彦;王宁会;张彦彬;;双极性短脉冲介质阻挡放电及应用于臭氧发生的试验研究[A];中国物理学会第九届静电学术年会论文集[C];2000年
9 牛金海;于乃森;冯志庆;刘东平;;在玻璃基底上沉积大面积功能性薄膜[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
10 应笕;江南;;低气压介质阻挡放电暂态过程的计算机模拟[A];华东三省一市第三届真空学术交流会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张芝涛;大气压窄间隙DBD等离子体源与应用基础研究[D];大连海事大学;2003年
2 鲁非;两相体介质阻挡放电研究[D];华中科技大学;2010年
3 蒯平宇;介质阻挡放电法分解制备铜系催化剂[D];天津大学;2010年
4 胡又平;生物乙醇燃料等离子体重整器研究[D];大连海事大学;2008年
5 刘艳红;介质阻挡放电制备类金刚石膜的研究[D];大连理工大学;2007年
6 张芝涛;大气压窄间隙DBD等离子体源与应用基础研究[D];东北大学;2003年
7 朱新河;常压非平衡等离子体渗扩及纳米粉制备的原理和技术[D];大连海事大学;2002年
8 齐冰;大气压均匀介质阻挡放电以及多针电晕增强放电机理研究[D];大连理工大学;2007年
9 刘勇;材料表面处理高频高压低温等离子体放电电源技术的研究[D];浙江大学;2006年
10 张旭东;介质阻挡放电冷等离子体去除NO的研究[D];清华大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡剑飞;介质阻挡放电臭氧合成主要特性的实验研究[D];东南大学;2006年
2 姜生;介质阻挡放电氩等离子体处理超高分子量聚乙烯纤维的性能研究[D];东华大学;2005年
3 张春丽;介质阻挡放电增强热丝CVD沉积硅薄膜的研究[D];大连理工大学;2011年
4 杨鹏;介质阻挡放电离子源及其对大气环境中水团簇分子分布的研究[D];复旦大学;2009年
5 王玉;介质阻挡放电对微囊藻毒素的去除研究[D];大连理工大学;2007年
6 刘晶;介质阻挡放电等离子体脱除氮氧化物的发射光谱研究[D];大连理工大学;2005年
7 陈艳梅;介质阻挡放电合成臭氧的研究[D];东南大学;2005年
8 郭艳花;DBD等离子体导电特性研究[D];郑州大学;2010年
9 李雪辰;大气压介质阻挡放电中微放电特性研究[D];河北大学;2002年
10 李建;He(或Ar)+CH_4介质阻挡放电制备类金刚石膜的性能和沉积机理研究[D];大连理工大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 善勇;中科院物理所力推材料表面改性新方法[N];中国知识产权报;2001年
2 应用材料(中国)公司顾问 莫大康;正确选择发展策略 加快设备业成长[N];中国电子报;2003年
3 本报实习记者 秦韵;等离子印染新技术顺应低碳经济潮流[N];中国知识产权报;2010年
4 梁红兵;合力发展国产半导体装备产业[N];中国电子报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978