水针电极形状中丝状He-H2O漫反射大气压辉光放电.doc

水针电极形状中丝状He-H2O漫反射大气压辉光放电詹姆斯.L.沃尔什，会员，IEEE会员，IEEE和彼得.布鲁格曼摘要：丝状微妙脉冲He-H2O辉光放电产生的金属针水面配置关于快速成像和电流电压测量是被快速研究的。不稳定导致光晕收缩放电从极性独立的金属电极开始。收缩通道的动态占有率是与等离子体的符号项目和幡相似的，但是时间尺度通常是一个数量级，由于辉光放电的空间电荷。条款指标大气压辉光放电等离子体项目符号，等离子体射流，等离子液体的相会作用。正文：非绝热大气压在与水接触的放电最近在环境和生物应用方面已被广泛的研究1。在本文中，脉冲收缩机制He H2O辉光放电是被研究的在上述水配置的引脚中，类似空气放电是被报道过的2，这种漫反射放电的稳定性是一个关键的条件在非绝热常压等离子体的研究方面。辉光火花(glow-to-spark)转变使用相同的研究，在我们以前的工作设备2。水针电极(pin-water)距离为2.8+/-0.1毫米。电流和电压如图1，表明能量吸收上的(逐渐)增加是一个获得辉光圆弧过度的标准3。同样明确的是，水电极充当一个稳流电阻，它放电的稳定是被迅速且显著增加的放电电流所阻止，当金属电极放被运用时，它是通常和金属电极相关联的。由图2可以看出，辉光收缩开始在极性独立的金属电极上。对于空气中引脚在水中的配置的直流击穿，水动力学触发了一个数十微秒的时间尺度上的分解4。然而，在时间尺度上，研究这篇文章，这一机制是太过缓慢而无法得到充分开发的。图1 在3KHZ的脉冲重复频率中获得的2us的脉冲放电的电压电流的走线。从针电极到水的传播收缩主要取决于电极的极性。当在可见光中使用透明状体和在这个地区排放他和H原子主导线，可能会看见高强度发射的电离战线。在这个例子中，假使针是阳极，电离前看到它的传播，这个实验正好与针是阴极不符合。类似的情况在交流驱动等离子情况中已有报告，在这种装置中，喷射电极脱离观察时相对地面是一个瞬时阳极（通常称为等离子体子弹）。但有一小组观察到喷射电极是一个瞬时阴极5。 然而典型的时间尺度的等离子体和子弹流光的传播速度是mod(10,5)mod(10,6)m/s6。这一速度电离前应该弥合差度在在不到30nm动力学文本发生在时间尺度上的几百ns，这种现象的主要区别在于在屏蔽磁场情况下，空间电荷产生的辉光放电。放电的收缩机制就是在空气中短暂的火花放电7。类似的时间常数报道在辉光火花(glow-to-spark)转型和针水电极(pin-water)放电中提过8。 值得注意的是两个阴极和阳极在实验中体现出来的差距而不是电极之间的距离。着可能是由于一个梯度的水蒸气图像的力量引起水电极介质的高度。图2 辉光放电的收缩图像，每个图像的时间显示对应图1。积分时间为50ns，图(a)-(f)是针脚为阴极时捕获的图像，图(g)-(l)是针脚为阳极时捕获的图像。高强度区域出现了黄色。并指出在放电或高密度高强度传播灯丝方面的电离。致谢参考文献：1 P. Bruggeman and C. Leys, “Non-thermal plasmas in and in contact with liquids,” J. Phys. D, Appl. Phys., vol. 42, no. 5, p. 053 001, Mar. 2009.2 P. Bruggeman, J. L. Walsh, D. C. Schram, C. Leys, and M. G. Kong,“Time dependent optical emission spectroscopy of sub-microsecond pulsed plasmas in air with water cathode,” Plasma Sources Sci. Technol., vol. 18,no. 4, p. 045 023, Nov. 2009.3 I. D. Chalmers, “Transient glow discharge in nitrogen and dry air,” J. Phys.D, Appl. Phys., vol. 4, no. 8, pp. 11471151, Aug. 1971.4 P. Bruggeman, J. Van Slycken, J. Degroote, J. Vierendeels,P. Verleysen, and C. Leys, “DC electrical breakdown in a metal pinwaterelectrode system,” IEEE Trans. Plasma Sci., vol. 36, no. 4, pp. 11381139,Aug. 2008.5 J. L.Walsh, F. Iza, N. B. Janson, V. J. Law, andM. G. Kong, “Three distinct modes in a cold atmospheric pressure plasma jet,” J. Phys. D, Appl. Phys.,vol. 43, no. 7, p. 075 201, Feb. 2010.6 N.Mericam-Bourdet,M. Laroussi, A. Begum, and E. Karaka, “Experimen-tal investigations of plasma bullets,” J. Phys. D, Appl. Phys., vol. 42, no. 5,p. 055 207, Mar. 2009.7 Y. Akishev, M. Grushin, I. Kochetov, V. Karalnik, A. Napartovich, and N. Trushkin, “Negative corona, glow and spark discharges in ambient air and transitions between them,” Plasma Sources Sci. Technol., vol. 14, no. 2,pp. S18S25, May 2005.8 P. Bruggeman, P. Guns, J. Degroote, J. Vierendeels, and C. Leys, “Inuenceof the water surface on the glow-to-spark transition in a metal-pin-to-waterelectrode system,” Plasma Sources Sci. Technol., vol. 17, no. 4, p. 045 014,Nov. 2008.