大气压介质阻挡放电光电特性研究开题报告

全文总字数：1967字

1. 研究目的与意义

介质阻挡放电（dbd dielectric barrier discharge）又称无声放电，是两个放电电极间至少有一个放电电极被不导电的绝缘介质或者绝缘介质直接插入放电空间的一种放电形式。

大气压下介质阻挡放电所产生的等离子体在工业和农业的领域具有广泛的应用前景，准确测量电气参数和反应器参数，对优化等离子反应器和提高放电效率具有重要的意义。

近几年介质阻挡反应器被应用在许多领域，介质阻挡放电过程中只有少部分能量用于产生活性自由基，其余能量均以热能或其它形式能量散失，其能量利用率较低。

2. 国内外研究现状分析

国内外众多学者对空气中介质阻挡放电的研究主要集中在以下三个部分：激励电源因素、电极结构和电介质因素、气体外部因素，这三个因素是影响放电的关键因素，下面从这三个方面简单介绍介质阻挡放电的研究现状。

（1）电源类型电源类型是能否产生等离子体的关键因素，国内外研究者根据电源频率的大小把激励电源分成四种：直流电源（脉冲电源），交流电源(工作频率小于100khz),射频电源（工作频率100khz~100mhz）,微波电源（工作频率大于100mhz）,从介质阻挡放电的机理来说，激励电源一般选用脉冲电源和交流电源。

walsh等采用纳秒脉冲电源在空气中实现了均匀介质阻挡放电。

3. 研究的基本内容与计划

本文以电源和反应器系统为研究对象, 探寻提高反应器功率因数、降低能量消耗的途径, 优化反应器结构参数及其与高压电源的匹配，研究介质材料、介质厚度以及放电气隙等因素对反应器功率因数的影响, 并进行理论分析。

个人重点工作：①阅读相关材料，了解介质阻挡放电产生等离子体的方法、应用领域和国内外研究进展。

②设计一套大气压下介质阻挡放电等离子体发生装置，对反应器与电源进行匹配并验证可行性，并研究不同放电参数下的功率因数。

4. 研究创新点

介绍介质阻挡放电的装置和实验原理，列出实验器材的参数，给出放电过程的分析方法，利用lissajous图形法计算介质阻挡放电的电学参数，包括放电功率、介质等效电容、放电气隙等效电容等参数。

利用ansoft maxwell软件对介质阻挡放电装置静电场进行仿真，研究了电压及装置的结构参数如电极的结构、放电的间隙、介质材料等因素对介质阻挡放电的影响。

在高频交流电源供电下，进行了多次试验，研究了放电间隙、介质厚度、介质材料等对介质阻挡放电的影响，分析试验结果，总结各项因素对介质阻挡放电的影响规律，为介质阻挡放电装置介质的选择提供指导。