等离子体及辉光放电现象
等离子体辉光放电特性测量
等离子体辉光放电特性测量一、实验目的1、了解等离子体特性2、通过对辉光发电中的等离子体的研究，利用朗缪尔单探针法和双探针法对等离子体电子温度、电子密度的测量。
二、实验原理1、辉光放电现象当放电管内的气压降低到几十个毫米汞柱以下，两极加以适当的电压时，管内气体开始辉光放电，辉光由细到宽，布满整个管子。
当压力再降低时，辉光便分为明暗相间的八个区域，而大多数的区域集中在阴集附近。
八个极分别是：I阿斯顿暗区，II阴极光层，III阴极暗区，IV负辉区，V 法拉第暗区，VI正辉区，VII阳极暗区和VIII阳极辉光。
这些区域的形成机构大致可以叙述如下：I阿斯顿暗区(Aston dark space):这是紧靠阴极的一个极薄的区域。
电子刚从阴极发出，能量很小，不能使气体分子电离和激发，因而就不能发光，所以是暗区。
长度约有1毫米。
II阴极光层(Cathode layer):在阿斯顿暗区之后，很微薄的发光层。
因为电子经过区域I被加速，具有了较大的能量，当这些电子遇到气体分子时，发生碰撞，电子的一部分能量使气体分子的价电子激发，当它们跳回到基态时，便辐射发光。
III阴极暗区(Cathode dark space):紧靠阴极光层，两者不易区分。
由于电子经过区域II时，绝大部分没有和气体分子碰撞，因此它所具有的能量是比较大的，但电子激发气体分子的能量又必须是在一定的范围内，能量超过这一范围则激发的儿率是很小的。
因此形成了一个暗区。
在这一区域中，电子和气体分子碰撞时，打掉它的价电子，产生很强的电离，使得这里具有很高的正离子浓度，形成了极强的正空间电荷，于是破坏了放电管内的电场分布，而引起了严重的畸变，结果绝大部分的管压都集中在这一区域和阴极之间。
在这样强的电场作用下，于是正离子以很大的速度打向阴极，因而从阴极又脱出电子，而这些电子又从阴极向阳极方向运动，再产生如上所述的激发和电离的过程。
实验已经确定，阴极暗区的长度d 与气体压强p 的乘积是一个常数,即：pd =常数。
辉光放电原理
辉光放电原理
辉光放电是一种在气体中产生的放电现象，其原理是通过在两个电极之间加上
足够的电压，使得气体分子发生电离，产生等离子体，从而产生可见的光。
辉光放电在许多领域都有重要的应用，比如荧光灯、氖灯、等离子体显示器等。
在本文中，我们将深入探讨辉光放电的原理及其应用。
辉光放电的原理主要包括以下几个方面：
1. 电离和复合过程。
当两个电极之间的电压足够大时，电场会加速气体分子，使得它们发生电离。
这些电离的正负离子会在电场的作用下向两个电极移动，当它们再次相遇时，会发生复合过程，释放出光子。
这些光子就是我们所看到的辉光。
2. 离子化和激发态。
在辉光放电中，气体分子被电场离子化后，产生的离子和电子会在电场的作用
下获得能量，从基态跃迁到激发态。
当它们返回基态时，会释放出光子，形成辉光。
3. 电子碰撞激发。
在辉光放电中，电子和气体分子碰撞后会获得能量，使得气体分子跃迁到激发态。
当气体分子返回基态时，会释放出光子，形成辉光。
辉光放电在实际应用中有着广泛的用途。
比如在荧光灯中，通过辉光放电产生
的紫外线激发荧光粉发光；在氖灯中，氖气被放电后产生的红色光线被用于广告招牌和指示灯；在等离子体显示器中，通过辉光放电产生的等离子体来显示图像。
总的来说，辉光放电是一种重要的放电现象，其原理包括电离和复合过程、离
子化和激发态、电子碰撞激发等。
它在荧光灯、氖灯、等离子体显示器等领域有着
广泛的应用。
通过对辉光放电原理的深入理解，我们可以更好地应用这一现象，推动科技的发展和进步。
气体辉光放电与等离子体物理
气体辉光放电与等离子体物理气体辉光放电是一种发光的现象，在低压下，通过在气体中施加电场而产生的等离子体导电现象。
这种现象在我们日常生活中随处可见，例如荧光灯、氖灯等。
气体辉光放电的研究不仅仅是对这种现象的深入理解，也是研究等离子体物理的重要一环。
辉光放电的基本原理是：当在两个电极之间施加高电压时，电场足够强以致将气体分子电离，形成正负离子对。
这些离子在电场的作用下加速运动，在与气体分子碰撞或与其他离子碰撞时，发生能量交换，导致离子再次发射能量。
这一能量会以光的形式辐射出来，形成气体辉光放电现象。
气体辉光放电的研究对于等离子体物理的发展至关重要。
等离子体是第四态物质，由正、负离子和电子组成，具有导电性和态密度较高的特点。
由于气体辉光放电是一种产生等离子体的方法，在研究等离子体的性质和应用方面有着广泛的应用。
首先，气体辉光放电可以用于研究等离子体的基本性质。
通过在气体中加入适量的斯塔克效应试剂，可以调整电子及离子能级。
通过测量气体中的辉光发射光谱，可以得到气体中的能级分布、相互作用以及辉光强度等信息。
这些数据可以帮助我们进一步理解等离子体的行为规律。
其次，气体辉光放电还是等离子体制备中的一种常用方法。
利用气体辉光放电可以产生强度较高的等离子体，进而用于材料表面处理、等离子体光谱研究以及等离子体化学反应等方面。
例如，利用气体辉光放电可以有效地去除材料表面的有机物污染，并增加其表面能，从而提高材料的附着力和光学性能。
此外，气体辉光放电还在环境污染治理、能源利用等方面发挥着重要的作用。
在环境污染治理方面，气体辉光放电技术可以用于废气处理、废水处理以及固体废弃物处理等。
这是因为气体辉光放电在等离子体化学反应中产生了一系列活性物种，可以高效地降解有机物、净化废气和废水。
在能源利用方面，将气体辉光放电与等离子体催化相结合，可以提高气体转化效率，实现能源的高效利用。
总之，气体辉光放电是一种发光现象，通过在气体中施加电场产生等离子体物理现象。
辉光放电等离子体处理
辉光放电等离子体处理
辉光放电等离子体处理是一种常用于处理表面粗糙度、改善材料表面性能以及清洁材料表面的技术。
它利用高电压放电产生的等离子体来对物体表面进行处理。
在辉光放电等离子体处理中，首先需要将待处理的物体放置在一个真空室中。
然后，通过加大真空室中的气体压力和施加高电压，使气体分子发生电离并形成等离子体。
等离子体中的活性物种，如电子、阳离子、阴离子等，与物体表面发生碰撞，并产生各种效应。
辉光放电等离子体处理可以用于不同材料的表面处理。
例如，对于金属材料，等离子体处理可以通过溶解、腐蚀和沉积等方式改变金属表面的形貌和性质。
对于聚合物材料，等离子体处理可以增强材料表面的润湿性、改善附着力、增加表面能等。
辉光放电等离子体处理的优点包括：处理速度快、效果稳定、处理过程无需直接接触物体，避免了机械损伤等。
然而，由于处理过程中会产生大量的臭氧等有害物质，需要进行有效的排放和防护措施。
总的来说，辉光放电等离子体处理是一种有效的表面处理技术，广泛应用于材料科学、电子工程、化学工程等领域。
辉光放电等离子体特性实验研究
它们 各 自得 到 的 电流 相 等 ， 所 以外 电流 为零 。然
而， 一般说来 ， 由于两个探针所在的等离子体 电位
稍 有不 同 ， 所 以外加 电压 为零 时 ， 电流 不是零 。随 着 外加 电压 逐 步 增 加 ， 电流 趋 于 饱 和 。最 大 电流 是饱 和 离子 电流 、 。
第２ ８ 卷
第５ 期
大
学
物
理
实
验
Ｖ０ １ ． ２ ８ Ｎｏ ． ５ Ｏｅ ｔ ． ２ ０１ ５
２ ０ １ ５年 １ Ｏ月
Ｐ ＨＹＳ Ｉ Ｃ ＡＬ Ｅ ＸＰ Ｅ ＲＩ ＭＥ ＮＴ ＯＦ Ｃ ０Ｌ Ｌ ＥＧＥ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ７ － ２ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ － ０ ０ １ ８ － ０ ４
实验 中采 用探针 法 。探 针法 分单探 针 法和双
探针 法 。
（ １ ） 单探针法 。探针是封入等离子体 中的一 个小 的金属 电极 （ 其 形 状 可 以是 平 板形 、 圆柱 形 、
球形 ） 。以放 电管 的 阳极 或 阴极 作 为 参 考 点 ， 改 变探 针 电位 ， 测 出相应 的探 针 电流 ， 得 到探针 电流
１ 气体放 电等离子体实验原理
１ ． １ 稀薄气 体产 生 的辉光放 电
与其 电 位 之 间 的 关 系 ， 即 单 探 针 伏 安 特 性 曲线 。
辉光放 电是气体导电的一种形 态， 在置有板 状 电极 的玻璃管内充人低压气体或蒸气， 当两极
间电压较高 （ １ ０ ０ ０伏 ） 时， 稀薄气体 中的残余正 离 子在 电场 中加速 ， 有 足够 的动 能轰击 阴极 ， 产生
辉 光 放 电等 离 子体 特 性 实 验研 究
辉光放电的原理及应用
辉光放电的原理及应用辉光放电是一种电现象，指的是在低压条件下，在气体或气体混合物中，通过电场作用引发的气体电离现象。
辉光放电的原理是基于电子的激发和电离，它的应用广泛，包括荧光灯、氖氮激光器、等离子体显示器、高压放电杀菌等领域。
1.初级电离：在电源施加电场后，电子会被电场加速，并与气体分子相互碰撞。
当电子具有足够的动能时，它们可以将气体分子击碎，并释放出更多的电子。
这个过程被称为初级电离。
2.二次电离：释放的电子会与更多的气体分子相互碰撞，将它们也击碎并释放出更多的电子。
这个过程被称为二次电离。
不断的电离过程会导致电子数的指数增长，形成一个电子数密度很高的电子云。
3.正离子产生：在电场中，电子和阳离子受到电场的作用而朝着相反的方向运动。
在这个过程中，电子和阳离子会与分子发生碰撞，使得分子失去电子并变成正离子。
4.辉光的产生：当正离子重新结合时，辐射出辉光。
这种可见光辉光的颜色取决于气体的种类和中性分子的振动和旋转等能级结构。
1.荧光灯：荧光灯通过辉光放电将电能转化为可见光。
荧光灯的内部有一个玻璃管，内部充满了荧光粉。
当电场作用于荧光粉时，辉光放电激发了荧光粉并产生可见光。
相对于传统的白炽灯，荧光灯能够更高效地转化电能为光能。
2.氖氮激光器：氖氮激光器利用辉光放电产生激光。
氖气和氮气通常被充满在气体激光器管中。
施加电场后，辉光放电会在气体管内产生，通过激光共振效应，产生出一束高能量、单色、相干的激光光束。
3.等离子体显示器：等离子体显示器是一种新型的显示技术，利用辉光放电产生的等离子体来发光。
等离子体显示器能够提供更高的亮度、更快的刷新率和更广的可视角度。
4.高压放电杀菌：辉光放电产生的加热作用和电离作用可以对水和空气中的细菌和病毒进行灭菌。
这种技术可以应用于饮用水净化、食品处理等领域。
总结起来，辉光放电是一种气体电离现象，利用电场作用产生的电子激发和电离来产生光和等离子体。
通过合理地控制电压和气体种类等参数，辉光放电可以应用于荧光灯、激光器、等离子体显示器和高压放电杀菌等各种领域。
等离子体物理中的等离子体态和放电现象
等离子体物理中的等离子体态和放电现象等离子体物理是物理学中一个非常有趣和重要的领域。
等离子体是第四态物质，由带电粒子组成的气体。
在高温或高能量条件下，气体中的原子或分子电离并失去或获得电子，形成带电的粒子，从而形成等离子体。
等离子体具有许多独特的性质，因此在许多领域都有广泛的应用。
在自然界中，闪电就是一种巨大的等离子体放电现象。
在工业和科学研究中，等离子体被广泛用于发光、电焊、半导体制造和核聚变等领域。
在等离子体物理中，等离子体态和放电现象是两个重要的概念。
等离子体态是指等离子体的特定状态或性质，而放电现象则是指等离子体中电荷的非平衡释放。
等离子体态有很多不同的分类。
最常见的分类是根据等离子体的温度来划分，可以分为热等离子体和冷等离子体。
热等离子体是在很高的温度下形成的，温度通常在数千至数百万摄氏度之间。
热等离子体在太阳、恒星和聚变反应堆等高温环境中发生，因此对我们理解宇宙的起源和发展非常重要。
冷等离子体则是在较低的温度下形成的，一般在室温或更低。
冷等离子体在气体放电和等离子体技术中广泛应用，如等离子体喷涂和等离子体医疗。
除了温度，等离子体态还可以根据等离子体的密度、压力、成分和电磁场等性质来分类。
这些参数对等离子体的性质和行为有重要影响。
研究等离子体态有助于我们理解等离子体的基本特性，并在应用中发展新的等离子体技术。
放电是等离子体物理中的另一个重要现象。
当等离子体中存在电荷不平衡时，就会发生放电。
放电可以通过外部电场、热激励或碰撞激发等方式激发。
放电现象非常丰富多样，可以分为几种不同的模式，如电弧放电、辉光放电和电晕放电等。
电弧放电是一种高温和高能量的放电形式，常见于电焊和弧光灯中。
辉光放电是一种较低能量的放电形式，通常以不连续的亮光或辉光的形式出现，像是在荧光灯和氖灯中看到的发光现象。
电晕放电是一种在高电压下形成的辉光放电，常见于带有搏击器的灯泡和气体放电显示器中。
放电现象的研究对于了解等离子体的物理和探索新的等离子体应用至关重要。
辉光放电的原理及应用
辉光放电的原理及应用1. 引言辉光放电是一种在气体或等离子体中产生可见光的放电现象。
它是一种非常有趣和重要的物理现象，在很多领域都得到了广泛的应用。
本文将介绍辉光放电的原理以及一些常见的应用。
2. 辉光放电的原理辉光放电的原理主要涉及气体分子或原子中的电子激发和退激发过程。
当外加电场作用下，电子获得足够的能量从基态跃迁到激发态，这个过程称为电子激发；而当电子从激发态跃迁回基态时，会释放出能量，在可见光范围产生辉光。
3. 辉光放电的应用3.1 发光装置辉光放电作为一种可见光源，在发光装置中有广泛的应用。
常见的例子包括荧光灯和氖气灯。
荧光灯中的辉光放电通过将电能转化为紫外光，然后由荧光粉转化为可见光。
氖气灯则直接利用氖气的辉光放电产生可见光。
这些发光装置在照明、显示技术等领域发挥着重要的作用。
3.2 电视和显示器在电视和显示器技术中，辉光放电也发挥着重要作用。
在阴极射线管（CRT）技术中，电子通过辉光放电在显像管内激发荧光物质，产生图像。
而在液晶显示器（LCD）技术中，背光源使用白磷辉光灯来提供光源。
3.3 激光器激光器是一种将电能转化为高纯度的单色光的装置，而辉光放电在激光器中也起到了关键的作用。
激光器中的氖气或二氧化碳气体通过辉光放电的方式被激发，产生高能量的光束。
激光器在医疗、通信、测量等领域都有广泛的应用。
3.4 等离子体处理等离子体处理是一种利用辉光放电中的等离子体来处理物体表面的技术。
通过调节辉光放电的参数，可以改变等离子体的性质，从而实现对材料表面的清洗、刻蚀和涂层等处理。
等离子体处理在半导体制造、涂装行业等领域有重要的应用。
3.5 科学研究由于辉光放电的特殊性质，它在科学研究中也得到了广泛的应用。
辉光放电可以用于气体成分的分析，例如质谱仪中的电离源。
它也可以用于材料表面的改性和表征，例如等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。
4. 结论辉光放电是一种重要且有趣的物理现象，其原理涉及电子激发和退激发过程。
直流辉光放电等离子体参数的测量及分析
3.2数据处理和分析
根据表1，作出辉光放电管等离子区的特性曲线，如图4所示。
等离子子区特性曲线
3.2数据处理和分析
从图中可以看出，在曲线AB段，探极电压升高时，探极电流几
乎不变化。这是因为在AB段，探极电压比探极所在空间电位小的 多，在探极周围形成了正离子鞘层，探极的电力线仅作用在鞘层内
的正离子，不能跑出层外，正离子靠热运动到达探极，单位时间内
从式（10）可以看出等离子的电子浓度受探极电流的影响，当探极电 流达到饱和时，电子浓度达到1010cm-3,这说明了等离子区发生了气体发 生了高度电离，从（7）式的结果来看，电子的温度达到几万度，但玻璃 管并未被软化，这是因为电子的质量很小，当和其他的粒子碰撞时能量 损失很小，离子和原子的平均动能小于电子，系统的整体温度不是很高。
3.3数据处理和分析
所以电流强度为：
1 k T e I N e V n e S e e e e 0 4
对上式式两边取对数得：
e ( V V s ) p
V V 1 e s e P ln I ln V n e S e e 0 4 T T k e k e
3
3.2数据处理和分析
由于电子服从麦克斯韦分布律，电子的平均速度为：
Ve
带入数据得：
8 k Te pi m e
16 4 8 1 . 38 10 7 . 73 10 8 V 1 . 06 10 ( cm / s ) e 28 3 . 1416 9 . 11 10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
探极电 -0.18 流 （mA） 探极电 压（v） 探极电 流 （mA）
等离子体辉光放电光强分布特性研究
等离子体辉光放电光强分布特性研究作者：陈钢张航严金华来源：《东方教育》2016年第13期摘要：为了解等离子体辉光放电过程中各个区域的放电特性，利用FB9001型冷阴极辉光放电仪对气体放电的等离子体特性进行了实验研究。
实验中对等离子体辉光放电时放电管中的光强分布进行拍照记录，得出等离子体辉光放电中光强的图像，绘制出其光强的纵向分布曲线图。
实验结果与等离子体辉光放电光强分布的理论曲线基本一致，为认识辉光放电各区域的放电特性提供了一种非常直观、简单的实验方法。
关键词：等离子体；辉光放电；光强分布1.引言作为物质第四态的等离子体有着很多独特的物理性质和化学性质，国内外对于等离子体辉光放电现象研究了其电子浓度、离子浓度、电子温度等电学特性。
如研究等离子体放电过程中的电压-电流特性[1]，电子分布特性[2]，等离子体温度[3]，等离子体的均匀性[4]。
另外发展出利用利用等离子体开展诊断[5，6]，材料表面改性[7]等等。
等离子体在生活中也比较常见，比如日光灯中的等离子体放电，各种气体激光器中的等离子体，等离子体电视机等。
但由于等离子体的获得往往比较麻烦，在本科及研究生教学中很难开展，也不是很普及。
即便开展这方面的实验，也大多停留在表面，比如放电电压、电流及真空度的一些测量。
而对等离子体内在的特性，如放电区的能量分布，电子温度，电子浓度等内在特性，往往学生很难了解清楚。
而这些内在特性才是等离子体能够被很好利用的主要特征，因此在有条件的情况下开展等离子体内在参量测量实验，有助于培养学生从宏观到微观、从现象到本质、从基本原理到实际应用的全方位学习的素质和能力。
本实验的主要目的是通过直流辉光放电实验理解辉光等离子体放点时的光强分布及特性，绘制出理论辉光放电光强分布曲线图，并与实际辉光放电光强分布图进行比较。
利用实验室已有的放电等离子体参量测试仪，测量空气放电的各项参数，从而有助于认识等离子体特性。
实验要解决的问题是气体的充放、真空环境的保持，以及最后参量测量结果的理论和实验对比等，进而深入研究等离子体的各种特性。
等离子体电子工程(21)—辉光放电与低温等离子体
（5.7）
5.2.4 各种条件下的辉光放电 压强为 1Torr 量级的直流辉光放电的基本特征已经在图 5.4 中给
予了描述。 当降低压强时， 阴极区域的长度 dc 会伸展， 正柱区会变短； 当压强下降很多时，正柱区最终会消失，放电管的绝大部分区域将是 负辉区，即从图 5.4（c）状态转移到图 4.1 的状态。在这样的低气压 辉光中， pd c 值低于帕邢定律中的极小值（ ( pd ) min ） ，维持放电所需的 鞘层电压 Vc 较高，电场也较强。在图 4.1 中那样以负辉区为主体的放 电类型中，还有低气压时的热阴极 DC 放电【见图 5.1（b） 、 （c ） 】以 及等离子体工艺中常用的平行板型 RF 放电（见图 6.3） 。 另一方面， 从 1Torr 向上增大压强会引起与上述过程相反的现象： 负辉区及其两侧的暗区缩小，正柱区扩展。这样的辉光放电现象通常 是发生在 100Torr 以下。在约为一个大气压的情况下，虽然辉光放电 的维持是可能的，但这时必须注意选择外部电路的参数，并要对阴极 进行强冷却以至于不进入电弧放电状态。这样的高气压辉光，最近在 等离子体工艺中得到应用，其重要性正被人们重新认识。直流高气压 辉光放电在电极间距较长时的特性类似于低气压辉光放电， 在阴极附 近可以看到阴极鞘层区域、负辉区和法拉第暗区。由于压强较高，所 以粒子间的平均自由程较短，正柱区会集中在放电管的中部。集中后 的正柱区有时会在放电管内形成振荡，出现不稳定现象。为便于大家 参考，我们在图 5.6 中给出了铜为阴极时放电电流密度 j 和压强 p 的 关系。这里 j 在压强较低时与 p 2 、在压强较高时与 p 4/3 成正比关系。
E ( z ) E0 (1 z ) dc
低温等离子体产生方法辉光放电
辉光放电(Glow Discharge)
辉光放电属于低气压放电(low pressure discharge)，工作压力一般都低于10mbar，其构造是在封闭的容器內放置两个平行的电极板，利用电子将中性原子和分子激发，当粒子由激发态(excited state)降回至基态(ground state)时会以光的形式释放出能量。
电源可以为直流电源也可以是交流电源。
每种气体都有其典型的辉光放电颜色(如下表所示)，荧光灯的发光即为辉光放电。
因此，实验时若发现等离子的颜色有误，通常代表气体的纯度有问题，一般为漏气所至。
辉光放电是化学等离子体实验的重要工具，但因其受低气压的限制，工业应用难于连续化生产且应用成本高昂，而无法广泛应用于工业制造中。
目前的应用范围仅局限于实验室、灯光照明产品和半导体工业等。
(To top)
部分气体辉光放电的颜色
部分气体的辉光放电实例。
直流辉光等离子体气体放电实验
直流辉光等离子体气体放电实验向小雨工物13指导老师：张慧云（2013年10月24日，星期四）摘要本实验通过测定辉光等离子体升压和降压的伏安曲线，探究辉光等离子体在不同气体压强和磁场条件下电学特性的变化，进行了唯象讨论和一定的定量分析。
此外，实验中还尝试利用朗缪尔双探针测量等离子体的电子温度和电子密度，并探究了误差成因。
关键词低温等离子体辉光放电双探针法一、前言电流通过气体的现象称为气体放电。
具有一定能量的电子与中性原子发生非弹性碰撞时，电子将一部分动能传给原子，使原子激发或者电离，即：e−+G0→G∗+e−e−+G0→G++2e−激发原子G∗会产生特定颜色的辉光；产生的气体离子G+成为等离子体的一部分。
等离子体是由电离的导电气体组成，其中包括六种典型的粒子，电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光子。
事实上等离子体就是由上述大量正负带电粒子和中性粒子组成的，并表现出集体行为的一种准中性气体，也就是高度电离的气体。
无论是部分电离还是完全电离，其中的负电荷总数等于正电荷总数，所以叫等离子体1。
等离子体是继固体、液体、气体之后物质的第四种聚集状态。
等离子体有别于其它物态的主要特点是其中长程的电磁相互作用起支配作用，等离子体中粒子与电磁场耦合会产生丰富的集体现象。
本实验中研究的是低温等离子体。
其中各个粒子的温度并不相同，一般用双温模型来描述。
用Ti表示离子温度，Te表示电子温度，一般电子温度比离子温度高得多。
实验中制备等离子体的方式为气体低压放电，放电过程可分为三个阶段：暗放电、辉光放电和电弧放电。
其中各个阶段的放电在不同的应用领域由广泛的应用。
这三个阶段的划分从现象上来看是放电强度的不同，从内在因素看来是其放电电压和放电电流之间存在着显著差异，经典的直流低气压放电在正常的辉光放电区示意图如图1：图1直流低气压等离子体辉光放电区示意图从左至右，其唯像结构如下：1.阴极区：包括阴极，阿斯顿暗区，阴极辉区和克罗克斯暗区；2.负辉区：是整个放电管中最亮的区域。
低温等离子体类型
低温等离子体类型低温等离子体是指在相对较低的温度下形成的等离子态物质。
它具有许多独特的性质和应用，对于科学研究和工程技术都具有重要意义。
本文将介绍几种常见的低温等离子体类型及其特点。
首先，常见的一种低温等离子体是气体放电等离子体。
这种等离子体通常是通过在气体中施加电场来产生的。
它的形态和性质取决于气体种类、电场强度和温度等因素。
气体放电等离子体常用于气体放电灯、等离子体显示器等领域，具有较高的电导率和较稳定的等离子体态。
第二种低温等离子体是辉光放电等离子体。
辉光放电是指在低压环境下，电场作用下的等离子体发光现象。
辉光放电等离子体常见于气体放电管、荧光灯等器件中。
它具有明亮而稳定的辐射光，可以用于照明、显示和激发荧光物质等应用。
第三种低温等离子体是电子密度很低的冷等离子体。
这种等离子体的电子密度通常远远低于常规等离子体，但具有较高的电子温度。
冷等离子体的电子与离子之间具有较强的非平衡性，可以用于研究等离子体物理、等离子体诊断以及与冷等离子体相关的应用。
最后，还有一种重要的低温等离子体是等离子体临界点附近的等离子体。
这种等离子体处于临界点附近的温度和密度范围内，具有丰富的相变和相稳定性。
等离子体临界点附近的等离子体在研究和应用中被广泛使用，如等离子体催化、等离子体医学等领域。
总的来说，低温等离子体是一种独特而重要的物质态，在科学研究和工程技术中具有广泛的应用前景。
各种类型的低温等离子体在不同领域都发挥着重要作用，对于推动科学进步和解决实际问题具有重要意义。
因此，深入研究和理解低温等离子体的性质和特点，对于推动相关领域的发展具有重要意义。
气体放电的主要形式
气体放电的主要形式
气体放电是指在气体中加上电场，使其产生放电现象。
气体放电的主要形式包括火花放电、辉光放电、电弧放电、等离子体放电等。
火花放电是一种短暂的放电形式，通常只有几微秒的时间，是由于电场强度超过气体击穿电压时产生的。
在空气中，火花放电表现为一道亮光，伴随着爆炸声和热量释放。
辉光放电是指在气体中加上电场后，产生的较为持久的放电形式。
辉光放电通常表现为气体放电管内的亮光，可以是单色的或多色的。
辉光放电对于实现不同的气体放电实验和技术应用非常有用。
电弧放电是一种连续的放电形式，可持续几毫秒到数秒钟。
它是由于电场强度超过气体截止电流时产生的。
电弧放电通常表现为一条明亮的弧形，典型的应用包括电焊和等离子体切割。
等离子体放电是指在气体中产生的电离的气体状态。
等离子体放电可以是由于加热或电离等原因产生的，也可以是由于气体放电产生的。
等离子体放电对于实现等离子体工艺和物理研究非常重要。
总之，气体放电的主要形式各有不同的物理特性和应用领域，对于推动科学研究和工业技术发展都具有重要的作用。
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等离子体及辉光放电现象
等离子体的驱动——射频放电
微电子加工领域，等离子体可以用交流信号驱 动，电源在射频的范围内，公认的频率为13.56MHz。
电容性放电等离子体是主要的等离子源。
辉光放电
低气压下的气体放电。放电管中的残余正离子在 极间电场的作用下被加速，于是得到足够的动能撞击 阴极而产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒 子，使得气体导电。因此放电管两极间所需电压较高， 一般都在10千伏以上，但辉光放电的电流很小，温度 不高，属于低温等离子nsity Plasmas（HDP)
种类： 电感耦合等离子体 磁控等离子体 电子回旋共振等离子体
产生过程： 在反应器中引入磁场和/或电场，增加电子在 等离子体中的行程，使电子和原子之间的碰撞 频率增加，从而增加等离子体中基和离子的密 度，实现高密度等离子体。
HDP源包括： 螺旋等离子源 电感耦合等离子源 平面盘绕源
放电管中的残余正离子在极间电场的作用下被加速于是得到足够的动能撞击阴极而产生二次电子阴极而产生二次电子经簇射过程产生更多的带电粒经簇射过程产生更多的带电粒辉光放电子使得气体导电
等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。高 温等离子体只有在温度足够高时发生的。低温等离子 体是在常温下发生的等离子体（虽然电子的温度很 高）。低温等离子体可以被用于氧化等表面处理或者 在有机物和无机物上进行沉淀涂层处理。广泛运用于 多种生产领域。例如：等离子电视，电脑芯片中的蚀 刻运用等。
甲醇溶液辉光放电等离子体电解
1
甲醇溶液 GDE 所用装置如图 1 所示 , 为 H 型 双圆柱形玻璃反应器, 双圆柱形管内带夹套, 夹套 两 圆柱 形 夹套管
实验部分
2 实验结果及讨论
当 电极 周围形成 稳 定的气体 鞘层 , 提 高两 极电
压, 气体鞘层被击穿形成辉光放电等离子体. 硫酸为 辅助电解质时, 辉光等离子体发出蓝色的辉光, 以氢 氧化钠 和 四硼酸钠 为 辅助电解质 时 , 辉光等离子体 显黄色的辉光. 2.1 GDE 产物 2.1.1 硫酸辅助电解质甲醇溶液阳极 GDE 产物 在溶液电导率为 3.43 mS · cm-1,两极电压 为 600 V 的条件下 , 阳 极 周围 的气体 鞘层中形成 稳 定的辉 光放电等离子体 . 溶液和气体 之 间 的 界面 处 于 一 个 激烈的湍动状态. 溶液中主要的产物有水、 二甲氧基 甲烷、甲醛、 1,3,5鄄三噁烷、 1,1鄄二 甲氧 基乙烷和 1,3鄄 二噁烷. 阳极气体中主要有氢气, 一氧化碳, 甲烷, 乙 烷和丙烷 . 当 电压足够 高时 还有少量的 二 氧化碳和 二 甲 醚 , 见 表 1. 气 相中 甲醛 浓 度为 6.85 伊10 -5(molar
2007活性物种在普通的热化学反应中不易得到但在等离子体中可源源不断地产生12辉光放电电解glowdischargeelectrolysisgde是一种非常规的电解方电解过程中首先在放电电极周围由电流焦耳热引起溶剂蒸发层形成气体鞘层两极电压升高到一定程度时放电电极周围气体鞘层被击穿产生辉光放电等离子体gde的一个显著特点是在放电电极一侧的化学产量超出法拉第定律规定产量得到常规电解不会得到的产物45gde被认为是一种非常有前景的技术在电解加工有机物合成氢气制造和废水处理等方面显示出独特的优点甲醇是一种广为关注的小分子有机物被认为是良好的储氢材料1314甲醇溶液gde制氢显示出与常规甲醇电催化氧化完全不同的特性具有单位体积能耗低和氢气含量高等优点1516研究甲醇溶液gde引发的等离子体反应探究甲醇分子在辉光放电等离子体电解过程中的等离子体化学反应特性可为甲醇溶液gde制取富氢气体过程的控制和优化提供理论指导为反应器的设计提供科学依据时对辉光放电等离子体化学的基础研究和应用研究也具有重要意义
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等离子体的驱动——射频放电
高密度等离子体——high density Plasmas（HDP)
种子体
产生过程： 在反应器中引入磁场和/或电场，增加电子在 等离子体中的行程，使电子和原子之间的碰撞 频率增加，从而增加等离子体中基和离子的密 度，实现高密度等离子体。
HDP源包括： 螺旋等离子源 电感耦合等离子源 平面盘绕源
微电子加工领域，等离子体可以用交流信号驱 动，电源在射频的范围内，公认的频率为13.56MHz。
电容性放电等离子体是主要的等离子源。
辉光放电
低气压下的气体放电。放电管中的残余正离子在 极间电场的作用下被加速，于是得到足够的动能撞击 阴极而产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒 子，使得气体导电。因此放电管两极间所需电压较高， 一般都在10千伏以上，但辉光放电的电流很小，温度 不高，属于低温等离子体现象。