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常压DBD等离子清洗机中的等离子体有哪些特点?(上)

返回列表 来源:普乐斯 浏览: 发布日期:2019-06-10 14:19【
文章导读:常压DBD等离子清洗机,是指能在1个标准大气压或近似于大气压下引发气体电离,产生类似于辉光等离子体的设备,也叫大气压DBD等离子清洗机、准辉光大气DBD等离子清洗机。与丝状放电相比,准辉光放电等离子体更加稳定、均匀,更适合材料或产品大面积的表面处理。
一、常压DBD等离子清洗机的准辉光等离子体
等离子清洗机在常压状态下形成准辉光放电,必须要达到某一最小的初始电子密度,当将要电离的电子密度足够大时就可以生成大面积的准辉光,让初始雪崩头能够相互重叠合并,同时也使切向空间电荷的电场梯度变得比较缓和。

等离子清洗机气体电离的强烈程度受到气体纯度、气体附着、剩余气体中存在亚稳态、电子、 离子等因素的影响。在介质阻挡放电中可以利用前半周期的剩余粒子,即除了介质表面的记忆电荷,使用适当的放电频率在整个放电体积中也会产生记忆效应。图1是常压差分DBD放电:
常压差分DBD放电状态-等离子清洗机
常压差分DBD放电状态
 
此外,等离子清洗机中的特殊性质的电介质也有利于大面积均匀等离子体的产生。电介质表面能够积累相当数量的电荷。在高电压作用下,这些电荷能够被均匀的束缚在介质表面。当电场改变极性并且超过某一阈值时,电荷也同时被排斥离开表面并点燃高电流密度阻挡放电。在这种高电流情况下,每半个波形的单个电流峰只有几个纳秒的持续时间;而正常辉光放电条件下,氦气中放电是3微秒,氮气是200微秒。图2是单介质同轴常压DBD放电:

单介质同轴常压DBD放电状态
 
二、常压DBD等离子清洗机中电子的平均能量
等离子清洗机化学应用中,往往需要电子具有较高的能量;较低能量的电子只能通过振动损失输入电能,无法满足化学反应需要的反应条件。因此提高高能电子在放电空问内的分布对于获得有效的等离子体化学反应速率非常重要。
 
据研究,普通DBD等离子体中的电子平均能量在1~10eV之间,高于10eV对于离解、电离气体分子作用效果更好,而电子能量的大小通常与电极结构、功率、频率等放电条件等密切相关。图3是常压大间距DBD放电:

 常压大间距DBD放电状态-等离子清洗机
常压大间距DBD放电状态
 
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