射頻大氣壓輝光放電的典型結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)生辦法

（文章來(lái)源：普樂(lè)斯）

當(dāng)射流等離子體進(jìn)行材料處理時(shí)，被處理的材料通常位于發(fā)生器噴嘴出口下游的射流區(qū)。一方面，等離子體工作在開(kāi)放的大氣環(huán)境中，另一方面，等離子體工作氣體處于流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)遇到被處理材料時(shí)形成沖擊射流。處理的模型如下圖所示。其實(shí)，射頻等離子體源在微生物誘變育種上應(yīng)用較多，其運(yùn)用中不僅需要等離子體射流具有較低的氣體溫度水平，而且需要在一定程度上控制活性粒子的種類(lèi)和濃度，那么射頻大氣壓輝光放電的典型結(jié)構(gòu)、影響因素、產(chǎn)生辦法都有哪些呢？

1 射頻等離子體發(fā)生器的典型結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生射頻等離子體的發(fā)生器有平板型和同軸型兩種典型結(jié)構(gòu)，下圖分別為平板型和同軸型射頻等離子體發(fā)生器。該發(fā)生器采用裸露的水冷金屬（如銅、鋁、不銹鋼）電極，由射頻電源驅(qū)動(dòng)，通常情況下表現(xiàn)出容性放電的特征。在大氣壓條件下，由于大部分氣體的臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)非常高。

因此，一方面，在大氣壓條件下產(chǎn)生氣體擊穿需要相對(duì)較高的外加電壓；另一方面，即使在較高的外加電壓下產(chǎn)生了氣體的擊穿過(guò)程，在如此高的電場(chǎng)強(qiáng)度下劇烈的電子雪崩效應(yīng)也會(huì)使放電很快進(jìn)入等離子體局部溫度在數(shù)千度甚至上萬(wàn)度的絲狀放電或電弧放電模式，而很難獲得溫度接近于室溫的均勻的輝光放電等離子體。

2 產(chǎn)生射頻輝光放電等離子體的兩種方法，早在1933年，Engel等通過(guò)首先在低氣壓下獲得輝光放電，然后逐漸升高氣壓的方式獲得了大氣壓直流輝光放電。Schwab等則是通過(guò)首先將兩裸露金屬銅電極接觸，當(dāng)外加電壓增加到某一數(shù)值后再逐漸將兩電極分開(kāi)，從而獲得大氣壓射頻輝光放電等離子體。然而在給定的電極間距、開(kāi)放的大氣環(huán)境條件下直接獲得空氣的射頻輝光放電一直是一件較為困難的事情。

大多數(shù)的研究者是以氦氣或氬氣為主工作氣體，可適當(dāng)加入O2、N2、CF4等氣體，產(chǎn)生大氣壓射頻輝光放電等離子體。Massines等在關(guān)于大氣壓介質(zhì)阻擋放電的研究中指出，在放電發(fā)生之前若能夠提供足夠多的種子電子將有助于形成均勻的輝光放電?；谶@些研究結(jié)果，我們提出了兩種產(chǎn)生各種氣體的大氣壓射頻輝光放電等離子體的方法，即誘導(dǎo)氣體放電法和局部電場(chǎng)強(qiáng)化法。

3 射頻輝光放電等離子體研究的影響因素，面向射頻等離子體微生物誘變育種，我們不僅需要采用不同化學(xué)成分的工作氣體產(chǎn)生均勻、穩(wěn)定的輝光放電等離子體，而且需要研究氣體流動(dòng)狀態(tài)、環(huán)境空氣等因素對(duì)等離子體放電區(qū)和射流區(qū)特性的影響規(guī)律，進(jìn)而獲得對(duì)作用于生物體的等離子體射流特性比較全面的認(rèn)識(shí)。
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