介质阻挡放电.ppt

介质阻挡放电
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等离子体的分类
2、按等离子体所处的状态：（1）平衡等离子体：气体压力较高，电子温度与气体温度大致相等的等离子体。如常压下的电弧放电等离子体和高频感应等离子体。
（2）非平衡等离子体：低气压下或常压下，电子温度远远大于气体温度的等离子体。如低气压下 DC辉光放电和高频感应辉光放电，大气压下DBD介质阻挡放电等产生的冷等离子体。
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低温等离子体的发生技术
直流辉光放电
低频放电等离子体
高频放电等离子体
非平衡大气压等离子体放电
介质阻挡放电
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介质阻挡放电
介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电。介质可以覆盖在电极上或悬挂在放电空间。这样当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体即使在很高的气压下，也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。
这种放电看似均匀稳定，但实际上它有大量细致的快脉冲放电通道,通常放电空间的气体压强为104Pa- 105Pa或更高。
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介质阻挡放电的电极结构
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在大气压下（105Pa），这种气体放电呈现微通道的放电结构，即通过放电间隙的电流由大量快脉冲电流细丝构成。电流细丝在放电空间和时间上都是无规则分布的。这种电流细丝也称为微放电。每个微放电的时间过程都非常短促，寿命不到10ns，而电流密度却很高。在介质表面上微放电扩散成表面放电，这些表面放电呈现明亮的斑点，大的可达几个毫米。
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空气中微放电在介质表面斑点的照片
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介质阻挡放电的机制
当电极两端加上交流电压时，在半个周期内，可以认为是直流放电。在第一个电子雪崩通过放电间隙的过程中出现了相当数量的空间电荷。他们聚集在雪崩头部。
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由于电子运动速度快，电子集中在雪崩的球状头部，正离子滞后于电子而在雪崩的后部。这样就产生了一个自感电场叠加在外电场上，同时对电子产生影响。
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介质阻挡放电的机制
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这个电场将会向阴极传播。在传播过程中原子和分子得到进一步的电离，并激励起向阴极传播的电子反向波。这样一个导电通道能非常快的通过放电间隙而造成气体的击穿。
当气体被击穿，导电通道建立后，空间电荷在放电间隙间输送，并积累在介质上。这时介质表面电荷将建立起电场，直到将原来的外加电场削弱为零，以至于中断了放电电流。
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介质阻挡放电的宏观特点：
放电是交流放电，没有直流导电通道
放电形态是分布于放电空间内，不会局域于某个放电通道上，形成类似于辉光的状态。弥漫、稳定、无声。早期称为无声放电
放电分布于介质外围的放电空间内。
很大的气压范围内都可以发生。辉光放电只是在低气压下发生，高气压下是火花、电晕或电弧状态
介质的存在阻断了击穿通道（流光击穿通道）的形成，不能形成火花或者电弧。
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