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文献综述
一、课题研究背景及意义当气体温度升高到一定程度时,构成分子的原子具有较大的动能,气体开始解离,温度继续升高,原子外层电子摆脱原子核束缚变成自由电子,而失去电子的原子则会变成正离子,且分子热运动加剧,分子相互碰撞发生解离或者电离。
于是物质变成由正离子、电子以及中性粒子组成的混合物,即等离子体[1],等离子态是物质除了固态、气态、液态以外的第四态,它可分为高温等离子体,低温等离子体,空间等离子体,天体等离子体等。
高温等离子体主要应用就是核聚变发电;低温等离子体用途则比较广泛,比如材料表面改性的刻蚀(半导体),杀菌消毒,种子处理等,还有等离子体显示技术等等。
获取等离子体的方法有很多种,根据所加的频率不同,可以分为直流放电、低频放电、高频放电、微波放电等多种类型[2]。
等离子体产生的具体方式,如图1所示。
图1 等离子体产生的方式框图纳秒脉冲电源具有上升沿短和脉冲持续时间短宽度窄的特点,这使得电子能够瞬时充分加速,获得很高的能量,以至于电子温度高,电子密度高,约化电场强度高。
脉冲电压在短时间内又会消失,所以气体分子不会被加热,使得工作气体维持在室温。
由于脉冲电源放电时能量几乎全用于加速电子,不用于气体加热,所以能量传递效率高,能量利用率高[3]。
由于高能量的电子利于气体分子碰撞解离、激发和电离从而产生多种具有较高化学活性的自由基和活性物质,而且纳秒脉冲上升沿陡峭和脉宽窄使得脉冲放电时间小于流注发展时间,放电在向非均匀模式发展前及时停止,更易于获得均匀放电等离子体。
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