碘甲烷混合气体DBD放电特性的实验研究

【摘要】：近年来,针对氧碘化学激光器中碘原子发生器相关技术得到了广泛的研究,在众多的技术方法中,基于放电技术的碘原子发生器因其解离率高,产物副作用小,装置灵活简单易控制等优点,得到了越来越多的重视。本文研究了利用混合气体介质阻挡放电(DBD)分解碘甲烷(CH3I)过程的放电行为,旨在探讨众多放电参量对放电特性的影响,寻找碘甲烷分解工艺的最优条件,为制备放电辅助碘原子发生器提供设计依据。 分别以Ar,N2为载气掺入CH3I,混合气体通入自行设计的针-环电极及喷嘴构成的放电腔,产生了稳定的DBD放电及其均匀等离子体射流。测量了放电的电压和电流波形,通过数学方法消除位移电流,获得放电过程中的传导电流,显著改善了电流脉冲信号的信噪比,详细研究了放电电压,载气种类,放电区气压,碘甲烷比例等参数对放电过程中的传导电流峰值,电流脉冲时间宽度,放电过程平均功率,放电区的光辐射强度和碘原子发射光谱强度的影响,由此探讨了放电过程中放电区域的均匀性和稳定性,分析了碘原子在传输过程中的损失行为,并研究了放电模式的演变过程。 实验结果如下：DBD放电区气压范围800-17000Pa,驱动电压峰值范围0.5kV-6kV,混合气体中碘甲烷比例范围1.5%-25%,激励频率分别为18kHz,40kHz,100kHz的条件下,在下游区可以形成气压为1000-2200Pa范围的稳定的余辉电离区,通过对放电平均功率,光辐射强度分布,电流脉冲波形等性质的测量分析,研究了该区域内放电模式的均匀性和稳定性,初步证实了碘原子的有效产生和传输。 通过碘原子在300-900nm之间的四条主要发射光谱谱线及载气特征谱线辐射强度,初步探讨了放电参数对发射光谱强度的影响,并以此结合电学研究,分析了碘原子的传输过程和损失机制。 【关键词】：介质阻挡放电 传导电流 碘甲烷 发射光谱 放电模式
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O461
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 氧碘化学激光器简介8-11
• 1.1.1 氧碘化学激光器的发展历史与研究现状8-9
• 1.1.2 氧碘化学激光器的工作原理9-11
• 1.2 碘原子发生器技术要点及研究历史11-12
• 1.2.1 碘原子发生器技术简介11
• 1.2.2 碘原子发生器技术研究进展11-12
• 1.3 低温等离子体放电技术及介质阻挡放电12-16
• 1.3.1 低温等离子体放电技术12-13
• 1.3.2 介质阻挡放电技术简介13-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 2 实验装置与方法17-21
• 3 介质阻挡放电位移电流与传导电流的分离算法21-25
• 3.1 位移电流与传导电流21-22
• 3.2 分离位移电流的算法22-25
• 4 碘甲烷混合气体的放电特性研究25-42
• 4.1 不同载气中的DBD放电形态26-29
• 4.2 碘甲烷混合气体中介质阻挡放电的基本性质29-34
• 4.3 碘甲烷比例对放电的影响34-36
• 4.4 电源频率对放电的影响36-38
• 4.5 放电间隙气压对放电的影响38-42
• 5 碘甲烷混合气体放电的发射光谱42-51
• 5.1 等离子体诊断方法简介42
• 5.2 不同载气中的放电发射光谱42-46
• 5.3 碘甲烷比例,气压,频率对光谱强度的影响46-48
• 5.4 空间分辨发射光谱分析48-51
• 结论51-52
• 6.1 论文总结51
• 6.2 对今后工作方向的建议51-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况55-56
• 致谢56-58

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