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大气压氮气中弥散型双向纳秒脉冲介质阻挡放电的光谱研究

作 者: 聂东霞
导 师: 王文春
学 校: 大连理工大学
专 业: 等离子体物理
关键词: 弥散的双向脉冲放电 纳秒脉冲 介质阻挡放电 发射光谱 大气压
分类号: TM85
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 38次
引 用: 1次
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内容摘要


本文在大气压氮气中,利用上升沿为20 ns的双向纳秒脉冲电源在针-板式电极结构中获得了弥散的、气体温度较低的等离子体。并研究了等离子体的放电均匀性、气体温度以及NO (A2∑→X2∏)、OH (A2∑→X2∏,0-0)、N2 (C3∏u→B3∏g,0-0,337.1 nm)和N2+ (B2∑u+→X2∑g+,0-0,391.4 nm)的发射光谱强度,主要取得如下成果:1.在大气压氮气中,利用双向纳秒脉冲电源在针-板式电极结构中克服强的电磁干扰成功获得了均匀介质阻挡放电。并分别研究了脉冲峰值电压和脉冲重复频率对NO (A2∑→X2∏)、OH (A2∑→X2∏,0-0)、N2(C3∏u→B3∏g,0-0,337.1 nm)和N2+(B2∑u+→X2∑g+,0-0,391.4 nm)的发射光谱强度的影响。实验结果表明,NO (A2∑→X2∏)、OH (A2∑→X2∏,0-0)、N2 (C3∏u→B3∏g,0-0,337.1 nm)和N2+(B2∑u+→X2∑g+,0-0,391.4 nm)的发射光谱强度随着脉冲峰值电压和脉冲重复频率的增加而增强。通过测量氮分子离子第一负带N2+(B2∑u+→X2∑g+,0-0)的发射光谱,并通过软件Lifbase拟合得到了等离子体的气体温度(390 K),而且等离子体的气体温度随着脉冲峰值电压和脉冲重复频率的增加而缓慢升高。2.分别对氮气体系中添加不同浓度的氩气和氧气对放电均匀性和发射光谱强度的影响进行了研究。在相同的条件下,随着放电体系中氩气的浓度的增加(0%-25%),放电强度在增强,放电区域增大,均匀性得到增强;而随着放电体系中氧气的浓度的增加(0%-25%),放电强度在减弱,放电区域减小,不利于均匀放电。同时随着放电体系中氩气浓度的增加(0%-25%), NO (A2∑→X2∏)、OH (A2∑→X2∏,0-0)、N2 (C3∏u→B3∏g,0-0,337.1 nm)、N2+(B2∑u+→X2∑g+,0-0,391.4 nm)的发射光谱强度均得到增强,而随着放电体系中氧气浓度的增加(0%-25%),发射光谱强度均减弱。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-21
  1.1 等离子体概述  8-9
  1.2 介质阻挡放电  9-13
    1.2.1 介质阻挡放电的概念及原理  9-11
    1.2.2 介质阻挡放电的放电模式  11-13
  1.3 均匀大气压放电的研究现状及意义  13-15
  1.4 高压纳秒脉冲介质阻挡放电  15-18
    1.4.1 高压纳秒脉冲放电机理  15-17
    1.4.2 高压纳秒脉冲放电特点  17
    1.4.3 高压纳秒脉冲放电的应用  17-18
  1.5 等离子体中活性物种的诊断方法  18-20
    1.5.1 光谱诊断方法  18-20
    1.5.2 质谱诊断方法  20
  1.6 本文内容安排  20-21
2 实验装置和实验方法  21-24
  2.1 针-板式介质阻挡放电的实验装置  21-24
    2.1.1 脉冲电源  21-23
    2.1.2 配气系统  23
    2.1.3 反应器以及电极结构  23
    2.1.4 光谱测量系统  23-24
3 大气压下氮气中弥散纳秒脉冲介质阻挡放电特性研究  24-34
  3.1 氮气中弥散的纳秒脉冲介质阻挡放电图像  24-25
  3.2 氮气中弥散的纳秒脉冲介质阻挡放电的发射光谱  25-28
  3.3 氮气中弥散的纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体的气体温度  28-30
  3.4 脉冲峰值电压对发射光谱强度的影响  30-31
  3.5 脉冲重复频率对发射光谱强度的影响  31-32
  3.6 本章小结  32-34
4 添加杂质气体对大气压下氮气中纳秒脉冲介质阻挡放电的均匀性及发射光谱的影响  34-41
  4.1 在氮气中添加Ar对放电的均匀性及发射光谱强度的影响  34-37
  4.2 在氮气中添加O_2对放电的均匀性及发射光谱强度的影响  37-40
  4.3 本章小结  40-41
结论  41-42
参考文献  42-49
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  49-50
致谢  50-51

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 高电压绝缘技术
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