自偏压对低气压射频氩气辉光放电影响的数值模拟

发布时间：2023-01-06 20:56

　　辉光放电等离子体技术工艺成本不高,并且与现阶段所提倡的环保理念相吻合。凭借着该技术所呈现出来的优点,它在许多工业领域内被广泛采用。例如在微电子领域中的半导体制作与加工、等离子体刻蚀、等离子体薄膜沉积,在材料表面改性以及医疗、化工、环保等其他领域皆有应用。相比于在大气压和高气压的情况下,辉光放电等离子体在低气压条件下更容易产生。但是低气压条件下辉光放电产生等离子体是非常复杂的非线性物理过程,其物理机理还有许多问题没有搞清楚。其中,放电过程中由于电极上堆积带电粒子产生的自偏压所造成的影响,包括对放电结构影响的机理,放电过程中能量转换的机理,放电条件对放电模式影响的机理等都很少有深入的研究报道。为了使低温等离子体领域的应用效率有所提高,我们必须对等离子体放电受自偏压的影响做深入、细致的研究。随着近年来计算机技术的不断发展,计算机的运算速度和存储空间不断提高,为数值模拟提供了有利的条件。数值模拟是研究等离子体的常用方法,其具有精度高、成本低、误差小等特点,因此,本文选择通过构建流体模型进行数值分析的方法对平行板电极低气压氩气射频容性辉光放电受不同自偏压影响进行了比较系统的研究。本文构建了一个流... 

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 等离子体概述
        1.2.1 等离子体的定义与概念
        1.2.2 等离子体的分类
        1.2.3 低温等离子体的概述
    1.3 等离子体辉光放电概述
        1.3.1 辉光放电原理
        1.3.2 汤生放电理论概述
        1.3.3 辉光放电形成低温等离子体的方法
    1.4 低温等离子体技术的发展
        1.4.1 低温等离子体研究的发展现状
        1.4.2 低温等离子体研究的发展前景
    1.5 本文主要研究内容
2 平行板电极低气压氩气射频辉光放电等离子体数值模型
    2.1 低温等离子体数值研究方法
    2.2 平行板电极低气压氩气射频辉光放电等离子体数值模型建立
        2.2.1 低气压氩气射频辉光放电等离子体流体模型建立的基本假设
        2.2.2 低气压氩气射频辉光放电等离子体流体模型方程
    2.3 低气压氩气射频辉光放电等离子体流体模型的计算方法
        2.3.1 分量方程
        2.3.2 初始条件与边界条件
        2.3.3 无量纲化
        2.3.4 差分格式
        2.3.5 计算步骤
        2.3.6 计算参数
    2.4 本章小结
3 自偏压对低气压氩气射频辉光放电等离子体电离的影响
    3.1 引言
    3.2 模拟结果与讨论
        3.2.1 等离子区电子密度峰值随时演化
        3.2.2 放电达稳态时电势与电场的空间分布
        3.2.3 放电达稳态时离子密度与电子密度的空间分布
        3.2.4 放电达稳态时电子温度与电离率的空间分布
    3.3 本章小结
4 自偏压对低气压氩气射频辉光放电等离子体能量传递的影响
    4.1 引言
    4.2 模拟结果与讨论
        4.2.1 放电达稳态时电子加热功率沉积的空间分布
        4.2.2 放电达稳态时电流密度的空间分布
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国低温等离子体研究进展（Ⅰ）[J]. 江南.  物理. 2006(02)
[2]低温等离子体在金属材料表面改性中的应用[J]. 朱元右.  江苏冶金. 2004(02)
[3]低温等离子体对血管内金属支架的表面改性[J]. 肖梅,毛福明,凌一鸣.  真空科学与技术. 2003(03)
[4]低温等离子体技术[J]. 任兆杏,丁振峰.  自然杂志. 1996(04)

硕士论文
[1]细长圆管内低气压氩气射频辉光放电中放电结构的数值研究[D]. 李力波.大连理工大学 2017
[2]低气压射频氩气辉光放电等离子体物理特性的数值研究[D]. 刘倩.大连理工大学 2015
[3]蒙特卡罗模拟甲烷气体的放电特性[D]. 李伟娜.大连交通大学 2013
[4]低温等离子体放电过程的数值模拟[D]. 胡庆.电子科技大学 2007



本文编号：3728336