毕业论文课题相关文献综述
一．课题研究的意义
等离子体等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，整体呈中性的物质状态。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。等离子体温度分别用电子温度和离子温度表示，两者相等称为高温等离子体，不相等则称低温等离子体，其中低温等离子体广泛运用于多种生产领域。
随着近几十年来气体放电产生的低温等离子体的广泛应用，等离子体处理技术越来越受到人们的重视。目前等离子体主要是通过气体放电方法产生的，产生等离子体的气体放电形式主要有弧光放电、电晕放电、辉光放电和介质阻挡放电( Dielectric Barrier Discharge :DBD)。弧光放电的设备寿命短，辉光放电的运行环境要求高，电晕放电的效率太低，因此这三种气体放电形式难以大规模应用。然而介质阻挡放电在大气压下即可产生非平衡态低温等离子体，具有设备简单的优点，特别适合于低温等离子体的工业化应用，所以成为国内外研究的热点。
由于DBD在产生的放电过程中会产生大量的自由基和准分子，如OH、O、NO等，它们的化学性质非常活跃，很容易和其它原子、分子或其它自由基发生反应而形成稳定的原子或分子，因而在环保方面也有很重要的价值。另外，利用DBD可制成准分子辐射光源，它们能发射窄带辐射，其波长覆盖红外、紫外和可见光等光谱区，且不产生辐射的自吸收，它是一种高效率、高强度的单色光源。在DBD电极结构中，采用管线式的电极结构还可制成臭氧发生器用来杀菌消毒和空气净化。现在人们已越来越重视对DBD的研究与应用。
随着工业上DBD应用场合和工艺要求的不断提高，如何选择合适的放电条件提高放电的效率是当前工业应用和研究中普遍关心的问题。现在一般产生在大气压下的 DBD 为细丝模式，难以对表面进行均匀处理。如果对处理的均匀度有较高的要求，则必须采用均匀放电等离子体。但工业化处理要求流水线作业，使得 DBD 放电不能密闭在放电室内，而必须在大气环境下进行。目前大气压下均匀 DBD 只能发生在氦气和氮气中，限制了它们的大规模工业化应用。因此，通过实验研究不同条件下DBD的放电特性，找出较易产生均匀、稳定的DBD的电极结构，可以为实际工业应用中，产生DBD电极结构和放电条件的选择提供参考，这对于优化DBD等离子体反应器设计和扩大其应用范围具有十分重要的意义。
二．DBD机理
介质阻挡放电(DBD)典型结构图如图1所示，它是在两个金属电极之间的气隙中插入至少一块绝缘介质，以阻挡贯穿气隙的放电通道，故称之为介质阻挡放电。
图1 介质阻挡放电典型结构图
在两放电电极间施加足够高的交流电压，电源电压通过电介质电容藕合到放电间隙形成电场，当电场强度达到间隙内气体的击穿场强时，发生放电击穿。空间电子在这一电场作用下获得能量，与周围气体分子发生非弹性碰撞，电子从外界电场获得能量转移给气体分子。气体分子被激励后，发生电子雪崩，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变，因此大大加强了崩头及崩尾处的电场。此外电子崩中电荷密度大，所以复合过程频繁，放射出的光子在崩头或崩尾处的强电场区易引起光电离。如此，雪崩中的电子得到进一步加，使放电间隙的电子形成空间电荷的速度比电子迁移速度要快，这样一个导电通道能非常快速地形成大量微细丝状的脉冲流光微放电侧，如图 3所示：
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