基本介紹
- 中文名：介質阻擋放電
- 外文名：Dielectric Barrier Discharge
- 外文縮寫：DBD
- 電源頻率：50Hz至1MHz
- 工作氣壓：10～10000
工作原理,氣體放電,結構形式,套用範圍,
工作原理
介質阻擋放電通常是由正弦波型（sinusoidal）的交流（alternating current, AC）高壓電源驅動，隨著供給電壓的升高，系統中反應氣體的狀態會經歷三個階段的變化，即會由絕緣狀態（insulation）逐漸至放電（breakdown）最後發生擊穿。當供給的電壓比較低時，雖然有些氣體會有一些電離和游離擴散，但因含量太少電流太小，不足以使反應區內的氣體出現電漿反應，此時的電流為零。隨著供給電壓的逐漸提高，反應區域中的電子也隨之增加，但未達到反應氣體的擊穿電壓（breakdown voltage; avalanche voltage）時，兩電極間的電場比較低無法提供電子足夠的能量使氣體分子進行非彈性碰撞，缺乏非彈性碰撞的結果導致電子數不能大量增加，因此，反應氣體仍然為絕緣狀態，無法產生放電，此時的電流隨著電極施加的電壓提高而略有增加，但幾乎為零。若繼續提高供給電壓，當兩電極間的電場大到足夠使氣體分子進行非彈性碰撞時，氣體將因為離子化的非彈性碰撞而大量增加，當空間中的電子密度高於一臨界值時及帕邢（Paschen）擊穿電壓時，便產生許多微放電絲（microdischarge）導通在兩極之間，同時系統中可明顯觀察到發光（luminous）的現象此時，電流會隨著施加的電壓提高而迅速增加。
在介質阻擋放電中，當擊穿電壓超過帕邢（Paschen）擊穿電壓時，大量隨機分布的微放電就會出現在間隙中，這种放電的外觀特徵遠看貌似低氣壓下的輝光放電，發出接近蘭色的光。近看，則由大量呈現細絲狀的細微快脈衝放電構成。只要電極間的氣隙均勻，則放電是均勻、漫散和穩定的。這些微放電是由大量快脈衝電流細絲組成，而每個電流細絲在放電空間和時間上都是無規則分布的，放電通道基本為圓柱狀，其半徑約為0.1~0.3mm，放電持續時間極短，約為10~100ns，但電流密度卻可高達0.1~1kA/cm2，每個電流細絲就是一個微放電，在介質表面上擴散成表面放電，並呈現為明亮的斑點。這些巨觀特徵會隨著電極間所加的功率、頻率和介質的不同而有所改變。如用雙介質並施加足夠的功率時，電暈放電會表現出“無絲狀”、均勻的蘭色放電，看上去像輝光放電但卻不是輝光放電。這種巨觀效應可通過透明電極或電極間的氣隙直接在實驗中觀察到。當然，不同的氣體環境其放電的顏色是不同的。
氣體放電
非平衡態電漿電子溫度可上萬度，離子及中性離子可低至室溫，即體系表觀溫度仍很低，故稱“低溫電漿”，一般由氣體放電產生。
氣體放電有多種形式，其中工業上使用的主要是電暈放電（在去除廢氣中的油塵上套用已相當成熟）和介質阻擋放電（用於廢氣中難降解物質的去除）兩種。
結構形式
電極結構的設計形式多種多樣。在兩個放電電極之間充滿某種工作氣體,並將其中一個或兩個電極用絕緣介質覆蓋,也可以將介質直接懸掛在放電空間或採用顆粒狀的介質填充其中，當兩電極間施加足夠高的交流電壓時，電極間的氣體會被擊穿而產生放電，即產生了介質阻擋放電。
套用範圍
在實際套用中，管線式的電極結構被廣泛的套用於各種化學反應器中，而平板式電極結構則被廣泛的套用於工業中的高分子和金屬薄膜及板材的改性、接枝、表面張力的提高、清洗和親水改性中。
雖然介質阻擋放電已被開發和廣泛的套用，可對它的理論研究還只是近20年來的事，而且僅限於對微放電或對整個放電過程某個局部進行較為詳盡的討論，並沒有一種能夠適用於各種情況DBD的理論。其原因在於各種DBD的工作條件大不相同，且放電過程中既有物理過程，又有化學過程，相互影響，從最終結果很難斷定中間發生的具體過程。
