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本文在大气压下氮气含水蒸汽体系中,对针-板式介质阻挡放电分别进行了电学特性和OH自由基发射光谱研究,主要研究成果如下:
1.对大气压下针-板式介质阻挡放电进行了电学特性测量,包括增加放电峰值电压和减小放电峰值电压时的放电发光形貌,I-V曲线和李萨如图形等。为了便于讨论,在这里我们把增加放电峰值电压时的放电过程称之为“上过程”,把减小放电峰值电压时的放电过程称之为“下过程”。实验结果表明:在相同的峰值电压下,“下过程”中的放电明显强于“上过程”中的放电,而且前者放电要比后者放电要稳定得多;在放电过程中放电电流出现了周期性的多脉冲电流峰现象;根据李萨如图形计算得出的放电功率结果,“下过程”中的放电功率比“上过程”的放电功率中大3倍左右;同时,“下过程”中OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)发射光谱强度也明显比“上过程”中OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)发射光谱强度强。
2.研究了大气压下针-板式介质阻挡放电中OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)自由基发射光谱强度在放电“上过程”和“下过程”随放电参数的变化的规律。由于N2(c3Ⅱu→B3Ⅱg)的△V=+l振动带序与OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)自由基的发射光谱发生严重重叠,因此,我们利用N2(c3Ⅱu→B3Ⅱg)的△V=-3和△V=-4振动带序的发射光谱强度计算得出N2(C,V)的相对振动布居,在与OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)相互重叠的发射光谱中减去N2(c3Ⅱu→B3Ⅱg)的△V=+1振动带序的发射光谱强度,从而求出OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)自由基的发射光谱强度。实验表明:OH(A2∑→X2Ⅱ0-0)发射强度随着放电峰值电压的增加而增强。本文还测量OH(A2∑)自由基和N2+(B2∑u+)离子的相对布居在针-板式电极间的空间分布,结果表明:OH(A2∑)自由基相对布居沿着从针电极到板电极方向空间距离的增加而增大,且在接近介质板时有明显的增强;同时,激发态N2+(B2∑U+)相对布居从针到板电极方向的空间分布也呈相似的分布规律。
3.研究了在氮气含水蒸汽放电体系中分别添加Ar或O2杂质气体时对放电状态及OH自由基光谱发射强度的影响。结果表明:在N2/H2O体系中添加一定量的Ar时,放电随着添加Ar流量添加而逐渐增强,然而,在N2/H2O体系加入添加一定量的O2时,则放电状态则呈现随着添加O2流量的增加而逐渐减弱。OH(A2∑→X2Ⅱ 0-0)的发射光谱强度分别随Ar流量的增加而增加,随O2流量的增加而减弱。