大气压低温等离子体射流电子能量调控及相关活性粒子的数值研究

发布时间：2024-02-17 18:38

　　大气压低温等离子体射流以其操作简单、安全性好、环境友好等显著优点,在过去几十年中受到了广泛的关注。近年来,等离子体射流在生物医学领域的应用已成为日益受到人们关注的研究热点。在这些应用中,被处理物往往受到周围环境水溶液的影响。作为等离子体射流中的重要粒子,电子参与了等离子体与水溶液的相互作用以及等离子体产生的活性粒子在水溶液中的传质,并有着重要的作用。因此,深入了解等离子体射流中电子的行为,有效调控电子能量,对等离子体射流在生物医学中的应用具有重要意义。本文建立并使用基于针-板放电结构的二维轴对称流体模型,对大气压低温等离子体射流电子能量的电源参数效应、结构参数效应、气体组分效应以及电子能量与活性粒子产生的相关性进行了系统的研究。其中,考虑的电子能量包括整个射流空间、子弹中以及阴极板附近这三个区域中的平均电子能量。本文的研究工作,主要包含以下方面的内容和结果::1.系统地研究了大气压氦气等离子体射流中电压幅值、脉冲上升沿以及二者的协同对电子能量的影响,详细地分析了空间电场对电子能量电源参数依赖的影响,揭示了空间电场在等离子体射流电子能量调控中的主导作用,获得如下的结果:(1)在较短的脉冲...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1一第一个大气压非热平衡等离子体射流装置

了研究并提出了商业化的设想【４】。在接下来的几十年中，人们对气体温度超过??１０，０００?Ｋ的热平衡等离子体射流进行了基础性研究，以便对其等离子体物理特性??有更深层次的认识｜５—８１。通过不懈的努力，截至２０世纪９０年代，许多低气压等??离子体工艺可以在大气压下实现，从而摆脱昂....

图１－２?Ｋｏｌｂ射流装置示意图??ｌ５１ｌ

其在生物医学领域的应用也有了一定的进展。根据电极结构的不同，其产生??的等离子体气体温度也不尽相同，低至室温，高至几百摄氏度。??丁＾也１＾等［５４１研制的典型ＤＢＤ大气压低温等离子体射流装置，如图１－３所示，??施加交流高压的金属环电极与另一个接地金属环电极均缠绕于介质管外。利....

图１－３?Ｔｅｓｃｈｋｅ射流装置示意图??

■?ｐｌａｓｍａ??图１－２?Ｋｏｌｂ射流装置示意图??Ｂｕｓｓｉａｈｎ等ｌ５１ｌ利用负直流电晕放电的物理效应，制备了大气压氩气微等离子??体射流装置。该装置可产生长约１．５?ｃｍ，直径约为３０?ｐｍ的等离子体丝。由于这??样的几何参数，加上其产生的等离子体气体温度为室温，因此特....

图１－５?Ｌｅｅ微波驱动等离子体射流装置示意图??ＨｍＵｃａ［６２】

物医学领域的应用；但其化学活性显著增强，在材料表面刻蚀、化学气相沉积等??方面有着广泛的应用。??Ｌｅｅ等自主研制了微波驱动的大气压氩气等离子体射流装置，如图１－５所??示，并将其产生的等离子体对大肠杆菌、浮游生物等进行辐照，经过ｌｍｍ处理??时间，其表面温度高达３００?°Ｃ，能....

本文编号：3901219