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大气压下绝缘毛细管内等离子体放电及其特性研究

黄文同 李寿哲 王德真 马腾才

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大气压下绝缘毛细管内等离子体放电及其特性研究

黄文同, 李寿哲, 王德真, 马腾才

Characteristics of the plasma discharge generated in dielectric capillary at atmospheric pressure

Huang Wen-Tong, Li Shou-Zhe, Wang De-Zhen, Ma Teng-Cai
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  • 在石英毛细管内利用两个边缘锋利的中空针型电极间的放电形成了63 cm长的大气压弧光等离子体.通过记录放电图片和测量电流-电压特征波形及伏安特性曲线的方法对管内等离子体从反常辉光状态过渡至超长弧光状态的过程做了细致的研究,发现管内等离子体在弧光状态下的电子密度不低于1014 cm-3.另外,还进一步考察了两电极的间距和电源工作频率对放电伏安特性的影响以及通过发射光谱法测得的等离子体气体温度随外加电压的变化规律.当活性气体(氧气)按一定比例混合到氩等离子体中时,通过
    An atmospheric-pressure argon plasma discharge with a length of 63 cm is generated in a quartz capillary by using a pair of hollow needle electrodes. The discharge mode transition from abnormal glow to arc is investigated by means of electrical measurement and optical emission spectroscopy. The effects of the distance between two needle electrodes and the operating frequency of power supply on the voltage-current characteristics are discussed. The plasma electron density was estimated to be the order of 1014 cm-3 in the arc discharge. Moreover, the variation of gas temperature with the applied voltage is also studied, which is closely associated with the power dissipation. Furthermore, in measuring the oxygen atoms generated in argon/oxygen arc plasma discharge by optical actinometry, we found that the amount of oxygen atoms almost does not change with the rise of oxygen concentration.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50777004,10775026)和教育部留学回国人员科研启动基金(批准号:20071108)资助的课题.
    [1]

    [1]Ni T L, Ding F, Zhu X D, Wen X H, Zhou H Y 2008 Appl. Phys. Lett. 92 241503

    [2]

    [2]Laroussi M, Hynes W, Akan T, Lu X P, Tendero C 2008 IEEE Trans. Plasma Sci. 36 1298

    [3]

    [3]Kim D B, Rhee J K, Gweon B, Moon S Y, Choe W 2007 Appl. Phys. Lett. 91 151502

    [4]

    [4]Li S Z, Lim J P, Uhm H S 2006 Phys. Lett. A 360 304

    [5]

    [5]Qi B, Ren C S, Ma T C, Wang Y N, Wang D Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 331 (in Chinese) [齐冰、任春生、马腾才、王友年、王德真 2006 物理学报 55 331]

    [6]

    [6]Anghel S D, Simon A 2007 Plasma Sour. Sci. Technol. 16 B1

    [7]

    [7]Lu X, Xiong Q, Xiong Z, Hu J, Zhou F, Gong W, Xian Y, Zou C, Tang Z, Jiang Z, Pan Y 2009 J. Appl. Phys. 105 043304

    [8]

    [8]Sands B L, Ganguly B N, Tachibana K 2008 Appl. Phys. Lett. 92 151503

    [9]

    [9]Li S Z, Lim J P 2008 Plasma Sci. Technol. 10 61

    [10]

    ]Shi J J, Zhong F C, Zhang J, Liu D W, Kong M G 2008 Phys. Plasmas 15 013504

    [11]

    ]Chen G L, Chen S H, Chen W X, Yang S Z 2008 Chin. Phys. B 18 4568

    [12]

    ]Shin D H, Hong Y C, Uhm H S 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 2464

    [13]

    ]Hong Y C, Cho S C, Kim J H, Uhm H S 2007 Phys. Plasmas 14 074502

    [14]

    ]Pointu A M, Ricard A, Odic E, Ganciu M 2008 Plasma Process. Polym. 5 559

    [15]

    ]Yoshiki H, Saito T 2008 J. Vac. Sci. Technol. A 26 338

    [16]

    ]Kiriu S, Miyazoe H, Takamine F, Sai M, Choi J H, Tomai T, Terashima K 2009 Appl. Phys. Lett. 94 191502

    [17]

    ]Li S Z, Huang W T, Zhang J L, Wang D Z 2009 Phys. Plasmas 16 073503

    [18]

    ]Hong Y C, Cho S C, Uhm H S 2007 Appl. Phys. Lett. 90 141501

    [19]

    ]Li S Z, Huang W T, Zhang J L, Wang D Z 2009 Appl. Phys. Lett. 94 111501

    [20]

    ]Moon S Y, Choe W 2003 Spectroch. Acta B 58 249

    [21]

    ]Walkup R E, Saenger K L, Selwyn G S 1986 J. Chem. Phys. 84 2668

    [22]

    ]Lieberman M A, Lichtenberg A J 2007 Principles of Plasma Discharges and Materials Processing(Beijing: Science Press) p208 (in Chinese) [力伯曼M A、里登伯格A J 2007 等离子体放电原理与材料处理(中译本)(北京:科学出版社)第208页]

  • [1]

    [1]Ni T L, Ding F, Zhu X D, Wen X H, Zhou H Y 2008 Appl. Phys. Lett. 92 241503

    [2]

    [2]Laroussi M, Hynes W, Akan T, Lu X P, Tendero C 2008 IEEE Trans. Plasma Sci. 36 1298

    [3]

    [3]Kim D B, Rhee J K, Gweon B, Moon S Y, Choe W 2007 Appl. Phys. Lett. 91 151502

    [4]

    [4]Li S Z, Lim J P, Uhm H S 2006 Phys. Lett. A 360 304

    [5]

    [5]Qi B, Ren C S, Ma T C, Wang Y N, Wang D Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 331 (in Chinese) [齐冰、任春生、马腾才、王友年、王德真 2006 物理学报 55 331]

    [6]

    [6]Anghel S D, Simon A 2007 Plasma Sour. Sci. Technol. 16 B1

    [7]

    [7]Lu X, Xiong Q, Xiong Z, Hu J, Zhou F, Gong W, Xian Y, Zou C, Tang Z, Jiang Z, Pan Y 2009 J. Appl. Phys. 105 043304

    [8]

    [8]Sands B L, Ganguly B N, Tachibana K 2008 Appl. Phys. Lett. 92 151503

    [9]

    [9]Li S Z, Lim J P 2008 Plasma Sci. Technol. 10 61

    [10]

    ]Shi J J, Zhong F C, Zhang J, Liu D W, Kong M G 2008 Phys. Plasmas 15 013504

    [11]

    ]Chen G L, Chen S H, Chen W X, Yang S Z 2008 Chin. Phys. B 18 4568

    [12]

    ]Shin D H, Hong Y C, Uhm H S 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 2464

    [13]

    ]Hong Y C, Cho S C, Kim J H, Uhm H S 2007 Phys. Plasmas 14 074502

    [14]

    ]Pointu A M, Ricard A, Odic E, Ganciu M 2008 Plasma Process. Polym. 5 559

    [15]

    ]Yoshiki H, Saito T 2008 J. Vac. Sci. Technol. A 26 338

    [16]

    ]Kiriu S, Miyazoe H, Takamine F, Sai M, Choi J H, Tomai T, Terashima K 2009 Appl. Phys. Lett. 94 191502

    [17]

    ]Li S Z, Huang W T, Zhang J L, Wang D Z 2009 Phys. Plasmas 16 073503

    [18]

    ]Hong Y C, Cho S C, Uhm H S 2007 Appl. Phys. Lett. 90 141501

    [19]

    ]Li S Z, Huang W T, Zhang J L, Wang D Z 2009 Appl. Phys. Lett. 94 111501

    [20]

    ]Moon S Y, Choe W 2003 Spectroch. Acta B 58 249

    [21]

    ]Walkup R E, Saenger K L, Selwyn G S 1986 J. Chem. Phys. 84 2668

    [22]

    ]Lieberman M A, Lichtenberg A J 2007 Principles of Plasma Discharges and Materials Processing(Beijing: Science Press) p208 (in Chinese) [力伯曼M A、里登伯格A J 2007 等离子体放电原理与材料处理(中译本)(北京:科学出版社)第208页]

  • [1] 张雪雪, 贾鹏英, 冉俊霞, 李金懋, 孙换霞, 李雪辰. 辅助放电下刷状空气等离子体羽的放电特性和参数诊断. 物理学报, 2024, 73(8): 085201. doi: 10.7498/aps.73.20231946
    [2] 陈泽煜, 彭玉彬, 王瑞, 贺永宁, 崔万照. 微波谐振腔低气压放电等离子体反应动力学过程. 物理学报, 2022, 71(24): 240702. doi: 10.7498/aps.71.20221385
    [3] 朱海龙, 师玉军, 王嘉伟, 张志凌, 高一宁, 张丰博. 高气压氩气辉光放电条纹等离子体的形成和演化. 物理学报, 2022, 71(14): 145201. doi: 10.7498/aps.71.20212394
    [4] 杨丽君, 宋彩虹, 赵娜, 周帅, 武珈存, 贾鹏英. 大气压氩气刷形等离子体羽的特性研究. 物理学报, 2021, 70(15): 155201. doi: 10.7498/aps.70.20202091
    [5] 谢会乔, 谭熠, 刘阳青, 王文浩, 高喆. 中国联合球形托卡马克氦放电等离子体的碰撞辐射模型及其在谱线比法诊断的应用. 物理学报, 2014, 63(12): 125203. doi: 10.7498/aps.63.125203
    [6] 黄骏, 陈维, 李辉, 王鹏业, 杨思泽. 大气压冷等离子体射流灭活子宫颈癌Hela细胞. 物理学报, 2013, 62(6): 065201. doi: 10.7498/aps.62.065201
    [7] 杜永权, 刘文耀, 朱爱民, 李小松, 赵天亮, 刘永新, 高飞, 徐勇, 王友年. 双频容性耦合等离子体相分辨发射光谱诊断. 物理学报, 2013, 62(20): 205208. doi: 10.7498/aps.62.205208
    [8] 李雪辰, 常媛媛, 刘润甫, 赵欢欢, 狄聪. 较大体积的大气压空气介质阻挡放电特性研究. 物理学报, 2013, 62(16): 165205. doi: 10.7498/aps.62.165205
    [9] 倪明江, 余量, 李晓东, 屠昕, 汪宇, 严建华. 大气压直流滑动弧等离子体工作特性研究. 物理学报, 2011, 60(1): 015101. doi: 10.7498/aps.60.015101
    [10] 蒲昱东, 杨家敏, 靳奉涛, 张璐, 丁永坤. 辐射输运实验中的Al等离子体发射光谱研究. 物理学报, 2011, 60(4): 045210. doi: 10.7498/aps.60.045210
    [11] 朱竹青, 王晓雷. 飞秒激光空气等离子体发射光谱的实验研究. 物理学报, 2011, 60(8): 085205. doi: 10.7498/aps.60.085205
    [12] 高勋, 宋晓伟, 郭凯敏, 陶海岩, 林景全. 飞秒激光烧蚀硅表面产生等离子体的发射光谱研究. 物理学报, 2011, 60(2): 025203. doi: 10.7498/aps.60.025203
    [13] 李雪辰, 袁宁, 贾鹏英, 常媛媛, 嵇亚飞. 大气压等离子体针产生空气均匀放电特性研究. 物理学报, 2011, 60(12): 125204. doi: 10.7498/aps.60.125204
    [14] 郭卿超, 张家良, 刘莉莹, 王德真. 大气压Ar射频容性放电模式转变的温度表征. 物理学报, 2011, 60(2): 025207. doi: 10.7498/aps.60.025207
    [15] 刘莉莹, 张家良, 郭卿超, 王德真. 大气压等离子体辅助多晶硅薄膜化学气相沉积参数诊断. 物理学报, 2010, 59(4): 2653-2660. doi: 10.7498/aps.59.2653
    [16] 唐京武, 黄笃之, 易有根. Au激光等离子体X射线发射光谱的理论研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7769-7774. doi: 10.7498/aps.59.7769
    [17] 张先徽, 黄骏, 刘筱娣, 彭磊, 孙岳, 陈维, 冯克成, 杨思泽. 大气条件等离子体针处理Enterococcus faecalis菌. 物理学报, 2009, 58(3): 1595-1602. doi: 10.7498/aps.58.1595
    [18] 牛田野, 曹金祥, 刘 磊, 刘金英, 王 艳, 王 亮, 吕 铀, 王 舸, 朱 颖. 低温氩等离子体中的单探针和发射光谱诊断技术. 物理学报, 2007, 56(4): 2330-2336. doi: 10.7498/aps.56.2330
    [19] 黄 松, 辛 煜, 宁兆元. 使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1653-1658. doi: 10.7498/aps.54.1653
    [20] 董丽芳, 冉俊霞, 毛志国. 大气压氩气微放电通道中电子激发温度的时间演化. 物理学报, 2005, 54(5): 2167-2171. doi: 10.7498/aps.54.2167
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-29
  • 修回日期:  2010-01-07
  • 刊出日期:  2010-03-05

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