氩气/空气混合气体中辉光放电特性的光谱研究

"氩气／空气介质阻挡辉光放电特性研究 (2008年)" 在2008年的一项研究中，研究人员李立春、董丽芳、齐玉如和赵海涛对氩气与空气混合气体中的介质阻挡辉光放电特性进行了深入探索。这项工作发表在《何地大学学报(自然科学版)》第28卷第1期，通过光谱诊断技术详细分析了辉光放电区域内的电子激发温度和氮分子(C3Ⅱu)的振动温度。 介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge，DBD）是一种非平衡等离子体产生方式，其中，电极之间由绝缘材料隔开，以限制电流密度并增加放电的稳定性。在本研究中，采用水电极作为介质阻挡放电装置，利用低气压的氩气（氩气体积分数为99.9%）与空气的混合气体，成功实现了辉光放电。辉光放电呈现出均匀且稳定的特性，其电流脉冲在每个交流周期的半周期内只有一个峰值，这表明放电过程具有良好的控制性和重复性。 光谱方法是研究等离子体特性的有效工具。通过观察辉光放电区域内的光发射，可以获取关于电子和分子状态的信息。研究发现，在辉光放电区域，电子激发温度和氮分子(C3Ⅱu)的振动温度基本保持不变。这暗示了在该特定条件下，放电过程中电子与氮分子的能量转移相对稳定，放电过程可能处于一种近似热平衡的状态。 电子激发温度反映了电子的平均能量，而氮分子(C3Ⅱu)的振动温度则揭示了气体分子内部的振动活动水平。这两者的稳定状态对于理解辉光放电的物理机制至关重要，同时也为应用这种放电现象，如表面处理、等离子体化学反应、生物医学应用以及环境污染物控制等领域提供了理论基础。 此外，这种稳定的放电特性对于等离子体技术的发展具有重要意义，因为它可以优化设备设计，提高工作效率，并有助于控制等离子体与材料相互作用的过程。由于氩气和空气的混合气体在实际应用中较为常见，因此这一研究结果对于理解大气压下的等离子体过程尤其有价值。 该研究不仅深化了我们对氩气/空气介质阻挡辉光放电的理解，还为相关领域的技术应用提供了重要的实验数据和理论支持。通过精确控制放电条件，未来有可能开发出更高效、更环保的等离子体技术解决方案。