大气压氩气射流的放电模式及激光汤姆孙散射诊断研究
Abstract
<p indent="0mm">大气压等离子体射流(Atmospheric Pressure Plasma Jet, APPJ)能在开放的空气环境下产生富含多种活性粒子的等离子体羽, 实现了等离子体产生区和应用区的分离, 从而在多个领域具有重要的应用前景. 前人研究已经发现, 氦气APPJ根据实验参数的不同可以工作于定向流光模式或连续放电模式. 关于氩气APPJ是否存在连续放电模式, 尚不清楚. 基于此, 本文利用正弦电压激励针-板电极结构的氩气APPJ, 通过改变放电功率和气隙宽度, 观察到氩气APPJ存在3种运行模式: 定向流光模式、过渡模式和连续放电模式. 当放电功率增加或气隙宽度减小时, 氩气APPJ从定向流光模式, 经历过渡模式, 最终发展到连续放电模式. 在连续放电模式下, 利用激光汤姆孙散射法测量了APPJ喷口下游<sc>2.0 mm</sc>处电子密度和电子温度的时间演化. 结果表明, 电子密度和电子温度在每个电压半周期内呈现周期性变化, 其变化规律同气隙电压的变化趋势一致. 利用发射光谱法, 对激光汤姆孙散射的结果进行了验证. 此外, 本文还利用羟基谱线拟合的方法获得了APPJ喷口下游<sc>2.0 mm</sc>处等离子体羽的气体温度, 结果表明在误差范围内连续放电模式中气体温度几乎不随时间改变.</p>
