Ar/O 2 等离子体射流子弹中电子能谱及氧浓度效应的数值模拟研究

发布时间：2024-04-20 12:35

　　大气压低温等离子体射流由于具有产生活性粒子多、放电运行稳定、操作方便以及经济合理等优点,在材料表面处理,生物医学,薄膜沉积等领域已得到广泛应用。惰性气体作为产生等离子体射流的工作气体,在其中添加氧气能够产生更多种类和数量的活性粒子。在等离子体射流中,含量最高的粒子就是电子,电子不仅活跃的出现在各个放电反应中,更是对活性粒子的产生包括活性粒子种类密度和等离子体应用于生物组织表面时有着巨大的影响。而电子的能量是电子最重要的特征参数,它的大小增减一定程度上影响上述两个方面的效果。对于产生等离子体射流的针-板放电结构,当施加正极性脉冲电压时,等离子射流表现为所谓的子弹状。因此,对大气压条件下的Ar/O2等离子体射流子弹中电子能谱及氧浓度效应展开探究能够获得重要的理论意义和应用价值。本文基于建立的针-板放电结构,使用一维PIC-MCC(particle-in-cell Monte-Carlo collision)模拟方法,研究了大气压氩氧等离子体射流子弹的传播速度,整个放电空间和三个特征区域(暗通道、等离子体子弹和暗区)中,电子能谱的时空演化以及相应的外施电压效应和氧浓度效应。本文工作取得了以下...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 气体放电与等离子体
        1.1.1 气体放电与等离子体的基本概述
        1.1.2 大气压低温等离子射流
    1.2 大气压低温等离子射流产生结构及仿真模型
        1.2.1 大气压低温等离子体射流形成装置
        1.2.2 大气压低温等离子体射流仿真模型概述
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本论文的研究内容和章节安排
第二章 大气压低温等离子体射流粒子模型
    2.1 蒙特卡罗方法
        2.1.1 蒙特卡罗方法基本思想
        2.1.2 蒙特卡罗碰撞方法
    2.2 低温等离子体射流PIC-MCC模型
        2.2.1 针-板电极模拟结构
        2.2.2 本文PIC/MCC方法
    2.3 本章小结
第三章 大气压氩氧等离子体子弹的传播演化
    3.1 模型参数
    3.2 氩氧等离子体射流的电子能谱演化
        3.2.1 氩氧等离子体子弹的传播速度及其机理
        3.2.2 整个放电空间电子能谱的演化和机理
    3.3 子弹电子能谱的演化及其机理
    3.4 电压幅值的对等离子体射流电子能谱的影响
    3.5 本章小结
第四章 大气压氩氧等离子体射流电子能谱的氧浓度效应
    4.1 氧浓度对子弹最大传播速度的影响
    4.2 氩氧等离子体射流电子能谱的氧浓度效应
    4.3 本章小结
第五章 结论
    5.1 主要成果和结论
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3959416