大气压脉冲射频放电中斑图特性和斑图-辉光转化研究

The atmospheric pressure pulsed RF discharge is advantageous over other plasma technologies. It not only has the advantages of the atmospheric pressure continuous-wave RF discharge, but also overcomes the disadvantage of the relatively high gas temperature of the atmospheric pressure continuous wave RF discharge. However, the atmospheric pressure pulsed RF discharge results in the unexpected transition of pattern-glow mode. The project intends to clarify the forming mechanism of pattern and influences of various of discharge parameters and conditions on the transition between pattern- glow mode, and to explore approaches to achieve the patter-free complete glow discharge. The project not only make contribution to deepen and broaden understandings about RF physics and pattern in plasmas, but also provides atmospheric pressure pulsed RF discharge with advantages of lower gas temperature, uniform and high chemically activity.

大气压脉冲射频放电是一种具有优势的等离子体技术，它不仅具有大气压连续波射频放电的优点，又克服了连续波射频大气压放电中气体温度高的缺点。但是，大气压脉冲射频放电产生了不期望的斑图-辉光转变。本项目拟通过二维流体数值模拟和实验研究，弄清大气压脉冲射频的斑图产生机理，各种放电参数、条件对斑图-辉光转变的影响规律;研究化学活性气体脉冲射频放电中的斑图、辉光转变特性，探索无斑图的完全辉光放电放电方法。项目研究不仅能加深、拓宽对射频等离子体放电物理、等离子体斑图的知识和理解，还能提供一种气体温度低、均匀、高活性的大气压脉冲射频放电技术。

大气压脉冲调制射频放电具有连续射频放电击穿电压低、放电区均匀、气体温度低的优点，但同时出现了介质阻挡脉冲放电中的不均匀自组织斑图，由此开展了大气压脉冲射频放电斑图特性、斑图-辉光转化行为的研究。具体研究各种放电参数、条件对斑图-辉光转变的影响;研究化学活性气体脉冲射频放电中的斑图、辉光转变特性，探索无斑图的完全辉光放电放电方法。. 通过研究发现：.（1）.斑图放电的I-V处于正常辉光区，本质上是空间上不连续的正常辉光放电。.（2）.斑图放电出现在高脉冲频率区，均匀辉光放电出现在中等脉冲频率区。.（3）.斑图放电出现在低占空比区，占空比随pulse长度增加而提高。.（4）.在不同频率下，斑图结构呈现复杂、多样的结构与演化特性。.（5）.射频大气压的初始放电为局部辉光，当存在介质时，形成收缩、径向不.连续斑图扩张，继而发展为均匀放电。 .（6）.随载频频率增加到临界值，放电由不均匀的斑图发展成为均匀辉光放电，. 提高载波频率是得到均匀放电的一种途径。.（7）.在空气电负性气体放电中，斑图-辉光转变行为不同于电正性气体：在低、. 高占空比区，放电为均匀的辉光；在中等占空区，放电为斑图模式。热.不稳定、与激励-阻止的竞争产生了上面的特性。.（8）.随着载波频率频率增加，不仅相同密度下的等离子体密度增加，而且能.量传输效率整体提高。.. 研究证明：高载波频率脉冲调制射频大气压放电具有气体温升低、产生效率高、放电均匀的优点，可用于温度敏感功能材料加工。