张钊
- 作品数:6 被引量:20H指数:2
- 供职机构:河北大学物理科学与技术学院更多>>
- 发文基金:河北省自然科学基金国家自然科学基金河北省高等学校科学技术研究指导项目更多>>
- 相关领域:理学电子电信更多>>
- 氦气空心阴极放电动力学过程的模拟研究
- 2018年
- 利用流体模型模拟研究了氦气空心阴极放电的时空动力学过程,计算得到了不同放电时刻电子和亚稳态氦原子密度、电势、电场、基态电离速率和分步电离速率等的时空分布特性。特别是讨论了亚稳态原子和分步电离对于放电的影响。结果表明,随着电流的增长,放电处于五个不同的放电模式:第一阶段电流上升非常缓慢,为汤生放电模式,带电粒子密度、亚稳态原子密度和径向电场均很弱;第二阶段电流迅速上升,放电模式由汤生放电向空心阴极放电过渡,带电粒子密度、亚稳态原子密度和径向电场迅速增强;第三阶段达到准稳态阶段,放电电流增长速度变缓,形成了明显的阴极鞘层结构;第四阶段为空心阴极效应形成阶段,向稳态阶段过渡;第五阶段为稳态放电阶段。研究结果同时表明,亚稳态氦原子和分步电离在放电的初始阶段对于放电的发展作用较弱,在前三阶段中,电子的产生以基态电离为主。随着放电的发展,由亚稳态原子引起的分步电离对新的电子产生的作用逐渐接近并超过基态电离,对总电离的贡献率越来越高。
- 何寿杰张宝铭王鹏张钊韩育宏
- 关键词:流体模型电势电子密度
- 微空心阴极自持辉光放电的模拟研究
- 为了进一步揭示微空心阴极自持辉光放电的放电机理,利用流体-亚稳态原子模型数值模拟研究了纯氩气环境下的微空心阴极自持辉光放电的放电特性.模拟得到了整个放电区域(微空心阴极放电区域和自持辉光放电区域)的电势、轴向和径向电场强...
- 何寿杰张钊赵雪娜刘志强
- 关键词:电势电子密度电场强度
- 空气中空心阴极不同放电模式下的发光特性被引量:1
- 2019年
- 为了进一步揭示空心阴极放电中放电模式的转换机制,特别是空心阴极放电过程中自脉冲的形成机理,利用柱型空心阴极放电结构,在空气环境下研究了放电处于不同模式时的发光特性。测量得到了不同放电模式下的伏安特性曲线、放电发光图像、自脉冲阶段的脉冲波形等。实验结果表明随着放电电流的增加放电分为汤生放电模式、自脉冲放电模式、正常辉光放电模式和反常辉光放电模式。虽然所用电源为直流电源,但在自脉冲放电阶段电流和电压随时间呈周期性变化。实验结果表明在不同的放电模式下具有不同的发光特性。在由汤生放电转换为自脉冲放电模式和由自脉冲模式转换为正常辉光放电模式过程中,放电腔的径向中心处和轴向孔口附近均存在光强的突变。实验同时在200~700nm范围内测量得到了不同电流时的发射光谱。结果表明发射光谱主要集中在330~450nm,主要包括氮分子的第二正带系(C^3Πu→B^3Πg)和氮分子离子的第一负带系(B^2Σ+u→X^2Σ+g)。其中氮分子离子第一负带系具有较强的发射光谱。由于B^2Σ+u激发电位较高,因此该谱带较强发射光谱的存在表明空心阴极放电较其他放电形式更容易获得高激发态粒子和高能量电子。在650~700nm附近存在一弱的发光谱带,主要为氮分子的第一正带发射谱(B^3Πg→A^3Σ+u)。在此基础上根据双原子光谱发射理论,结合氮分子第二正带系的三组顺序组带:Δν=-1,-2和-3,利用玻尔兹曼斜率法计算得到了不同放电模式下氮气的分子振动温度。结果表明在实验电流范围内分子振动温度在3 300K左右,随着电流的增加而升高,并且在自脉冲消失时存在一突变迅速增强。由于电子能量、电子密度与分子振动温度密切相关,因此该结果也表明随着放电电流的增加电子平均能量和电子密度不断增加,当脉冲消失时,电子平均能量和电
- 何寿杰包慧玲哈静赵凯悦渠宇霄张钊李庆
- 关键词:自脉冲发射光谱分子振动温度
- 微空心阴极维持辉光放电的时空特性被引量:3
- 2017年
- 利用流体模型在氩气环境下模拟得到了微空心阴极维持辉光放电的电势、电子密度、离子密度和电场等放电参数的时空分布特性.模拟结果表明,微空心阴极维持辉光放电在不同的时刻表现出不同的放电模式.放电的初始阶段为汤生放电模式;第二阶段为汤生放电模式向空心阴极效应放电模式过渡阶段,微空心阴极维持辉光放电得到初步发展;第三阶段为空心阴极效应放电模式,微空心阴极维持辉光放电区逐渐形成;第四阶段为放电的稳态阶段.在稳态放电状态下,空心阴极腔内的电子和离子密度峰值达到10^(15)cm^(-3),位于空心阴极腔的中心位置,维持辉光放电区电子密度可以达到10^(13)cm^(-3).研究结果同时表明,微空心阴极放电促进了微空心阴极维持辉光放电的形成;同时微空心阴极维持辉光放电也促进了微空心阴极放电的发展.另外,实验研究表明,第二阳极对微空心阴极腔内外的电势、电场和带电粒子密度的分布均有重要影响,并且对维持辉光放电区域的影响更加明显.第二阳极是形成维持辉光放电的必要条件.
- 何寿杰张钊赵雪娜李庆
- 关键词:流体模型电势电子密度
- 微空心阴极维持辉光放电特性的模拟研究
- 利用流体模型在氩气环境下模拟得到了微空心阴极维持辉光放电的电势、电子密度、离子密度和电场等放电参数的时空分布特性.模拟结果表明,微空心阴极维持辉光放电在不同的时刻表现出不同的放电模式.放电的初始阶段为汤生放电模式;第二阶...
- 何寿杰张钊赵雪娜张宝铭王鹏
- 关键词:流体模型电势电子密度电场
- 针板负直流电晕放电中的脉冲等离子体特性被引量:16
- 2018年
- 为了提高电晕放电的稳定性,研究了低气压氧气环境中针–板放电结构产生的Trichle脉冲放电特性。测量得到了放电图像和伏安曲线随电流变化的演化特性。结果表明随着电流的增高,放电处于不同的放电模式,分别为汤生放电模式、Trichel脉冲模式和反常辉光放电模式。在气压为532 Pa时,获得了稳定的电压和电流脉冲波形。一个完成的脉冲包含1个极短的上升沿(几μs)、1个较长的下降沿(几十μs)和1个极长的等待时间(〉100μs)。其中脉冲上升沿时间远大于高气压下脉冲的上升沿时间。脉冲的上升和衰减主要由放电时的临界电场决定,电流脉冲的峰值出现时间超前电压最低值。在Trichel脉冲放电模式下,整个放电回路中的电流并不相等。同时研究了氧气和氮气混合气体环境中的Trichel脉冲放电特性。研究结果表明氧气有利于Trichel脉冲的形成。随着氧气含量的增加,可以在更宽的电流范围内产生Trichel脉冲现象,2个相邻脉冲间的等待时间增长,脉冲频率降低。脉冲频率随平均电流的增加线性增加,随着外部并联电容值的增加而降低。
- 何寿杰张钊李庆刘志强
- 关键词:电晕放电氧气含量