淺談等離子體氣體放電的直流放電

氣體放電分為直流放電和交流放電。

  直流放電通常指低頻放電，在氣壓和電流范圍不同時，由于氣體中電子數(shù)、碰撞頻率、粒子擴散和熱量傳遞速度不同，會出現(xiàn)暗電流區(qū)、輝光放電區(qū)和弧光放電區(qū)。電流的大小是根據(jù)電源負載特性曲線中兩條相應于電阻R1、R2的下降直線和放電特性曲線的交點(工作點A、B、C)確定的。【等離子清洗機】

  ①暗電流區(qū)

  電子在電場加速的情況下，獲得足夠能量，通過與中性分子碰撞，新產(chǎn)生的電子數(shù)迅速增加，電流增大到10-7～10-5安時，在陽極附近才出現(xiàn)很薄的發(fā)光層。

  ②輝光放電區(qū)【等離子PLASMA】 

  電流再增大（10-5～10-1安）時，在較低的氣壓條件下，陰極受到快速離子的轟擊而發(fā)射電子，這些電子在電場作用下向陽極方向加速運動。陰極附近有一個電位差很大的陰極位降區(qū)。電極之間的中間部分是電位梯度不很大的正柱區(qū)，其中的介質(zhì)是非平衡等離子體。

  正柱區(qū)的電子和離子以同一速度向壁面擴散，并在壁面復合，放出能量(這是沒有氣體對流時的情況)。經(jīng)典理論中電子密度在橫截面上的分布是貝塞耳函數(shù)的形式。【真空等離子清洗機】在陽極附近有一個幾毫米厚的陽極位降區(qū)，其中的電位差與氣體電離電位的數(shù)值大致相等。

  ③弧光放電區(qū)

  當電流超過 10-1安且氣體壓力也較高時，正柱區(qū)產(chǎn)生的焦耳熱大于粒子擴散帶到壁面的熱量,使正柱區(qū)中心部分溫度升高,氣體電導率增加，以致電流向正柱區(qū)中心集中，形成不穩(wěn)定的收縮現(xiàn)象。

  最后，導電正柱縮成一根溫度很高、電流密度很大的電弧，這就是弧光放電。在陰極,電流密度達104～106安／厘米2，形成"陰極斑點"，根據(jù)熱電子發(fā)射（熱陰極）或場致發(fā)射（冷陰極）的機理，發(fā)出電子。【低溫等離子設備】

在陽極也有"陽極斑點"。由于電子帶著本身的動能進入陽極，進入時又放出相當于逸出功的能量，再加上陽極位降區(qū)的發(fā)熱量，使陽極加熱比陰極大得多。

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