大气压氦气介质阻挡放电单-多柱演化动力学

介质阻挡放电被众多工业领域用作低温等离子体源,柱状放电是介质阻挡放电的重要形式之一,但其放电理论尚未掌握.进行大气压氦气介质阻挡放电实验,通过降低外施电压低于起始放电电压实现了柱状放电从单柱到多柱的斑图演化,拍摄了电极底面放电图像,测量了外施电压、放电电流、放电转移电荷、放电柱的柱直径和柱间距,计算了放电柱受其他所有柱施加的库仑力与磁场力.结果表明:外施电压变化瞬间电极底面放电图像呈现出动态演化过程.不同层放电柱的柱直径由中心向外层依次增大.计算发现演化稳定后放电柱所受库仑力远大于磁场力,推理存在一约束势平衡库仑力使放电柱稳定分布.不同电压、位置的放电柱所受库仑力不同:不同层的放电柱所受库仑力由最外层至中心柱依次减小,中心柱受力为0,最外层放电柱的约束势应最大而中心放电柱的约束势应该最小;外施电压降低,介质表面电荷和放电柱总数的共同作用导致库仑力增大,约束势也应有所增大,即约束势受介质表面电荷、放电柱总数与位置的共同影响.