大气压微等离子体射流放电机理研究

发布时间：2022-08-13 12:28

　　近年来,大气压等离子体射流被应用于生物医学方面,如杀菌消毒,癌症治疗,皮肤治疗,牙齿根管治疗等。为了开发适用于生物医学应用的等离子体射流源,本文研究了毫米级双极性直流驱动的大气压氦气等离子体射流与微米级交流驱动的大气压氩气等离子体射流。首先,采用石英管绝缘的高压针（正极）-环（负极）电极结构,开发了毫米级的大气压氦气等离子体射流装置。测量得出等离子体射流的电流波形是脉冲形式的,其脉冲重复频率为0.8-2 kHz,可被人体安全触摸,没有感觉触电或热损伤。研究了电极位置、电极结构、气体流量和含氧量对等离子体射流的放电特性影响,获得了优化参数的条件。其次,将等离子体的直径变小,研制了直径为10μm,长度为2 cm的微等离子体射流装置。在空气介质阻挡放电（DBD）的辅助下,它的击穿电压从40 kV下降到23.6 kV。电流密度高达（1.2-7.6）×10~4 cm^-2,比毫米级等离子体射流高出6个数量级,与短暂火花放电的电流密度相当,但气体温度却远低于火花放电。通过Ar谱线696.5 nm Stark展宽测得的电子密度高达3×10¹⁶cm^-... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 等离子体的概念
        1.1.2 等离子体的分类
    1.2 大气压非平衡等离子体射流
        1.2.1 大气压非平衡等离子体射流概念
        1.2.2 APNP-Js研究现状
    1.3 大气压直流驱动等离子体射流
    1.4 大气压微等离子体射流
    1.5 本文研究内容
第二章 双极直流驱动大气压常温等离子体射流
    2.1 实验装置
    2.2 放电影响因素分析
        2.2.1 电极位置对放电的影响
        2.2.2 气体流速对放电的影响
        2.2.3 O_2 含量对放电的影响
        2.2.4 电极结构对放电的影响
    2.3 射流作用在人体上的安全性分析
    2.4 双电极驱动等离子体射流放电机理
    2.5 本章小结
第三章 大气压下10μm等离子体射流放电特性研究
    3.1 实验装置介绍
    3.2 实验现象分析
        3.2.1 He/Ar微等离子体射流放电对比
        3.2.2 施加电压对微等离子体射流放电的影响
        3.2.3 微等离子体射流放电的电特性分析
    3.3 发展过程分析
    3.4 电子密度
    3.5 微等离子体射流的放电机理分析
    3.6 本章小结
第四章 大气压下4μm-100μm等离子体射流放电特性研究
    4.1 实验装置介绍
    4.2 实验现象分析
        4.2.1 不同管径下的击穿电压对比
        4.2.2 同一电压下不同管径的射流长度对比
        4.2.3 同一电压下不同管径的射流电特性分析
        4.2.4 同一电压下不同管径的射流发展过程分析
        4.2.5 同一电压下不同管径的射流电子密度分析
    4.3 4μm-100μm射流的放电机理分析
        4.3.1 击穿电压
        4.3.2 高度电离
        4.3.3 传播特性
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3677036