大气压介质阻挡射流等离子体放电的自相似性

【作者】 蒋魁强； 方磊； 张家良；

【机构】 大连理工大学物理与光电工程学院三束材料改性重点实验室；

【摘要】 以内径4mm的石英管为介质层,在直径2mm金属柱电极和管外环电极之间介质阻挡放电实现了在不同气体中的大气压类辉光等离子体射流。放电电流波形为规则脉冲,而且在单个周期内可以出现多个脉冲。研究了在不同频率,不同气体流量,不同气体种类条件下的放电电压和放电电流波形,计算了平均功率各个电流脉冲的传导电荷量。结果表明:在18.5KHz的He放电中,随着电压峰值的增加,每个正半周期内,最多可出现6个电流脉冲。每个电流脉冲的传导电荷量基本相等,负半周期内各个电流脉冲电荷量也基本相等,表明这些相继的放电脉冲是相似的。其原因在于每个脉冲电流的形成,由相似的击穿过程、电流增长和放电熄灭过程组成的相似过程产生的。这种相似性可以确认射流放电的每个击穿脉冲不是随机无关的流光过程,而是互相之间有相似性。平均功率大小与电流正半周期脉冲个数相关联,当脉冲个数一定时,随着外加电压增大,平均功率缓慢增加,直到电流脉冲个数增加,平均功率发生跳跃式增大,整个功率-电压曲线随电压增大呈现阶梯性增大。同时发现,电源频率、气体流量、气体类型对多脉冲现象有较大影响,并做了详细阐述。更多还原