气体放电分类及其应用前景

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1、本科毕业论文(设计)题目：气体放电的分类探究及其应用前景 学院： 物电学院        班级： 四班             姓名：   滑跃       指导教师： 王萍 职称： 教授    完成日期： 2013   年 5  月   日3一、汤生放电理论6二、辉光放电8三、弧光放电9四、火花放电11五、电晕放电12气体放电分类探究及其应用前景摘要：由于在不同的物理条件下，由于占主导地位的基本物理过程不同，会产生并对应用前景进各种不同形式的气体放电现象。为了对各种放电现象及其类型有个深入的了解，行探究。关键词：气体放电、类型分类、汤生放电、辉光放

2、电、火花放电、弧光放电、应用前景3引言：气体放电等离子体作为物质的第四态，其物性及规律与固态、液态、气态的各不相同。我们知道，气态放电等离子体是由电子、各种离子、原子组成的，远比气体、液体、固体复杂，其中发生着大量各不相同的基本过程。气体放电时等离子体物理的一个重要组成部分，气体放电现象时通过气体以后由电离了的气体表现出来的。研究气体放电的目的是要了解这种电离了的气体在各种条件下的宏观现象及其性质，同时研究其中所发生的的微观过程，并进一步把这两者联系起来，由表及里地掌握气体放电的机理。可见气体放电现象的主要任务是研究各种气体放电现象的物理过程及其内在

3、规律。在自然界和人们的日常生活中几乎经常碰到气体放电现象，犹如大气的电离层、太阳风、日冕和闪电等都是自然界的气体放电现象。现在对气体放电的类型进行分类阐述并对其应用前景进行研究探讨。33气体放电的分类：在不同的物理条件下，由于占主导地位的基本物理过程不同，会产生各种不同形式的气体放电现象。按维持放电是否必须有外界电离源把放电分为非自持放电和自持放电；按放电参量是否随时间变化分为稳态放电和非稳态放电；可根据阴极的工作方式分为冷阴极放电和热阴极放电；可按工作气压的高低分为低气压放电、高气压放电和超高压放电；根据以哪一种基本过程占优势以及电子离子在放电过程

4、中运动的特点为依据可以分为真空放电：不发生带电粒子与中性原子间的碰撞等过程，放电电流靠真空中电子的运动维持。无声放电：⑴电荷通过空气泄漏，⑵气体中的无声非自持放电，⑶电晕放电的迁移区雪崩放电：⑴非自持汤生放电⑵汤生放电的阴极区⑶汤生放电和辉光放电的过渡形式⑷辉光放电和电弧放电间过渡形式中的阴极区脉冲流光放电：各种火花放电和脉冲流光放电的起始阶段10为了对各种放电现象有一个初步的了解，先来整体上分析一下气体放电的伏安特性，如下图：它是一个典型的放电伏安特性曲线：电流由图可见，当电极间的外电压慢慢增加时，用灵敏检流器可以检测到电极间有微弱的电流流过，最小

5、可测的电流越为1010-16A,这种电流是无规则的脉冲式的。如果在电极间另外增加一些电子源（例如用光照阴极产生光电子发射），则特性曲线会向右移动。随着极间电压的增加，空间电荷可以完全移上电极，所以电流趋向饱和，电流可增大到10-14A，这部分电流也可能是由间歇辐射引起的，此时放电电流也是间歇性的，气体放电的这部分特性以被用来侧两核辐射强度，盖革和缪勒技术管就是利用了这个原理。随着放电放电电压的继续增加，由于次级电离，放电电流先是缓慢增加，后来却指数增加。在这个范围内放电电流可增大（一亿倍），而电极间电压却几乎没有增加。这种突变性的过渡称为气体的击穿。

6、在气体击穿时，放电电流的增加与外界电离源无关，放电可以靠自身来维持，换言之，这时的放电已经从原来的非自持放电过渡到了自持放电。这部分范围属于汤生放电范围。如果改变外回路电阻，继续增加放电电流，放电间隙上的电压反而会降低，并一直下降到某一稳定的电压值。这里存在一个放电从汤生房地放电，经过电晕放电亚辉光放电向辉光放电区域过渡的过程，这以后放电电流又随电压指数式地增加了，这个区域称之为反常辉光放电区域。下面我们主要从汤生放电理论，辉光放电理论，弧光放电理论，火花放电及其电晕放电五个部分对气体放电的类型进行详细的研究。10一、汤生放电理论一、汤生放电非自持放

7、电是指存在外致电离源的条件下放电才能持续的现象。自持放电是指去掉外致电离电源的条件下放电仍能持续的现象。在外致电离源的作用下，当放电管两端的电压增加到某一足够值，管内电流突然增大。此时若移去电离源，放电电流仍足够大，即此刻放电的形式与外致电离源的存在与否无关，这种状态称为自持放电。放电从非自持放电转变到自持放电的过程称为主体的突变过程或着火过程，这种放电的现象与理论由科学家汤生首先建立和研究，故称为汤生放电。二、汤生放电的特点汤生放电区域的伏安特性曲线如图：10在To区域，作用在电极间的电压很低，气体中流过的电流也很小，如图所示从零开始上升，而后趋于

8、饱和，这是剩余电离下的带电粒子在电场作用下作定向迁移的结果。在T1区域，从阴极发射的电子在电场作用下获得足够