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研究生: 李安平
An-Ping Lee
論文名稱: 大氣壓下氦氣的同軸介質屏障放電及表面屏障放電的特性研究
Characteristics of Atmospheric Pressure Coaxial Dielectric Barrier Discharge and Surface Dielectric Barrier Discharge in Helium
指導教授: 寇崇善
Chwung-Shan Kou
口試委員:
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 大氣電漿表面屏障放電同軸介質屏障放電
外文關鍵詞: Atmospheric plasma, surface barrier discharge, coaxial dielectric barrier discharge
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  • 本研究的目的為發展大氣電漿源表面介質屏障放電(surface barrier discharge, SD)和同軸介質屏障放電(coaxial dielectric barrier discharge, CDBD)兩種大氣電漿源以及探討在大氣壓下氦氣在兩種結構中的放電之行為。氦氣在這兩種結構中的放電電流波形皆為多脈衝形式,脈衝寬度可達幾十個□s,和一般高氣壓下產生的streamer的單一脈衝寬度只有幾十個ns不同,故屬於輝光放電,實驗結果顯示電流脈衝的數目隨著電壓上升而增加,隨著頻率或氣流量的增加而減少。在表面介質屏障放電的實驗中平均放電功率為外加電壓峰值的二次函數,並利用此二次函數估計電漿平均密度約為109 cm-3,但是在同軸介質屏障放電的實驗中放電功率卻是外加電壓峰值的線性函數,故無法使用相同方法估計電漿密度,另外我們也利用OES觀察兩者氦氣放電的光譜特性,並且使用Boltzmann plot 得到電子激發溫度,表面介質屏障放電的電子激發溫度隨著外加電壓峰值和頻率的上升而增加,同軸介質阻擋放電的電子激發溫度卻不隨外加電壓和頻率改變。本研究並探討其在表面處理上的特性。


    第一章 序論 1 1-1 引言 1 1-2 大氣電漿源的種類 2 1-3 相關的研究 6 1-4 研究目的和論文架構 7 第二章 大氣壓下的放電原理 8 2-1 大氣壓下的氣體崩潰機制 8 2-2 大氣壓下產生均勻放電的方法 15 2-3 大氣壓下介質屏障放電的模式 18 第三章 實驗設備 24 3-1 表面介質屏障放電的結構 24 3-2 同軸介質屏障放電的結構 25 3-3 放電特性量測 26 3-4 OES的量測 28 第四章 SD的放電和光譜特性 31 4-1 外加電壓對SD的放電的影響 32 4-2 頻率對SD的放電的影響 35 4-3 SD的平均功率 36 4.4 SD電漿密度的估算 39 4.5 SD的光譜分析及電子激發溫度計算 45 第五章 CDBD的放電和光譜特性 51 5.1 外加電壓對CDBD的放電的影響 51 5.2 頻率對SD的放電的影響 55 5.3 放電間隙電壓的量測結果 57 5.4 CDBD的平均功率 66 5.5 CDBD電漿密度的估算 70 5.6 CDBD的光譜分析及電子激發溫度計算 70 5.7 CDBD的氦氣射流特性 76 第六章 以SD 和CDBD對FR4做表面處理 79 6-1 電漿對物質表面的處理 79 6-2 接觸角的定義 81 6-3 SD對FR4的表面處理結果 82 6-4 CDBD射流對FR4的表面處理結果 87 第七章 結論 90 參考資料 92

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