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大气压下空气间隙的辉光放电及对无纺布表面改性的研究关志成，郝艳捧清华大学深圳研究生院（深圳518055）摘要：重点论述了大气压下辉光放电的研究现状和诊断方法，探讨了大气压下空气间隙辉光放电的可行性，通过试验，对比研究了大气压下3mm空气间隙的辉光放电和均匀的丝状放电，并对比研究了辉光放电和均匀的丝状放电处理聚丙稀无纺布的表面亲水性。
结果表明，在一定条件下，大气压下3mm空气间隙的均匀的丝状放电可以转化为辉光放电；用大气压下空气间隙的均匀的丝状放电处理聚丙稀无纺布时容易烧蚀材料，而用辉光放电不会损坏材料；经大气压3mm空气间隙辉光放电处理过的无纺布，其表面水滴的接触角可由处理前的120°变为60°。
关键词：大气压辉光放电等离子体表面改性工业等离子体工程气体放电1 引言目前，化学纤维已成为国际纺织生产中的主体原料。
但是由于化学纤维结构紧密、结晶度高，是典型的疏水性纤维，难以染色，穿着舒适性差，因此必须对纤维表面进行改性才能扩大其应用领域。
气体放电产生的低温等离子体中存在着大量种类繁多的活性粒子，可以用来对聚合物材料进行表面改性，例如，提高薄膜、无纺布和纺织品的亲水性、可湿性、吸水性、可印性、可染性和粘着性等。
和传统的化学方法相比，用等离子体改善纺织品的可染性具有突出的优点：它不需要使用表面活化剂和大量的水，无废弃物或有毒的副产品，因而具有很好的经济效益和环保效益。
低温等离子体通常是由低气压下的辉光放电产生的，但对于工业生产而言，真空系统的使用难以实现流水线连续生产。
介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge: DBD）在一定条件下转变为均匀的丝状放电（Uniform Filamentary Discharge: UFD），能够在大气压下产生低温等离子体，目前，已在高聚物塑料的印刷、粘合或涂装等工序前的表面处理上实现了工业化应用，而在化纤无纺布和纺织品工业中尚属空白。
第４０卷，第１０期 光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１０，ｐｐ３１１－３１２２ ０ ２ ０年１ ０月 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０２０ 大气压辉光放电降解番红花红Ｔ染料废水的光谱研究高爱华１＊，李 茜１，吴 蒙１，李天舒１，周紫薇１，姜振益２１．西北大学物理学院，陕西西安 ７１０１２７ ２．西北大学现代物理研究所，陕西西安 ７１０１２７摘 要 采用大气压辉光放电等离子体对阳离子染料番红花红Ｔ模拟废水进行降解，用发射光谱法对放电通道进行光谱在线测量，同时对处理前后的番红花红Ｔ模拟废水的紫外－可见吸收光谱进行分析。
实验结果表明：在大气压辉光放电过程中，放电通道存在大量活性物种，如·ＯＨ，Ｎ＋２，Ｏ＋２，·Ｈ等活性粒子；用氢原子发射光谱计算得到电子激发温度在６ ５００～８ ５００Ｋ范围，用Ｓｔａｒｋ展宽理论计算的电子密度数量级为１０１７～１０１８ ｃｍ－３；用番红花红Ｔ在紫外－可见最大吸收波长５５４ｎｍ处的吸光度计算降解率，在降解２０ｍｉｎ后其降解率达９８．９９％。
说明辉光放电可以有效降解水中的番红花红Ｔ，该方法操作简单、对有机废水处理高效彻底、无二次污染，可作为有机废水处理的终端设备实现达标排放。
关键词 大气压辉光放电；番红花红Ｔ；发射光谱；紫外－可见光谱文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－０５９３（２０２０）１０－０３１１－０２ 收稿日期：２０２０－０３－３０，修订日期：２０２０－０７－１０ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１８７２２２７），西北大学本科教学工程项目（ＪＸ１７０７４）资助 作者简介：高爱华，１９６４年生，西北大学物理学院光电信息科学与工程系教师 ＊通讯联系人 ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏａｉｈｕａ＠ｎｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 实验装置详见文献［１］。
实验时，钨棒阳极针尖与液面保持５ｍｍ，当给阴阳两极加上高压时就会产生气－液辉光放电。
大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术的研究进展及应用张真;汪正;邹慧君;施鹰【摘要】近十多年来,大气压电解液阴极辉光放电系统在原子光谱分析中作为一种新兴的检测工具而备受关注.大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术兼具了光谱测量的稳定性、分析元素选择性和传感器测量方便、简洁性等优点.本文综述了基于等离子体的大气压电解液阴极辉光放电发射光谱技术的机理研究、仪器构建及改进和最新应用研究,并总结了该技术的优势及存在的问题,展望了其应用前景.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2013(041)010【总页数】8页(P1606-1613)【关键词】大气压;电解液阴极;辉光放电;等离子体;综述【作者】张真;汪正;邹慧君;施鹰【作者单位】上海大学材料科学与工程学院,上海200072;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;上海大学材料科学与工程学院,上海200072【正文语种】中文1968年,Grimm[1]提出了一种结构特殊的辉光放电光源,这种光源的结构特点是阳极离固体样品作为的阴极非常近(阴阳极间距离小于阴极暗区的长度),因此能够有效限制放电面积,使放电处于异常辉光放电状态,大大增强了阴极溅射作用。
其辉光放电原理是在放电池中通入氩气,两极之间施加足够高的电压,被电场加速的氩离子使样品产生均匀的溅射,溅射出来的样品原子离开样品表面,在阳极区与氩离子碰撞而被激发,产生样品组成元素的特征光谱。
Grimm辉光放电光源的主要特点是除了能进行固体样品的直接分析,还能稳定地逐层剥离样品,进行表面和逐层分析[2～5]。
相比于固态电极,采用液态电极可以降低气体放电电压。
而且大气压电解液阴极辉光放电发射光谱检测金属离子具有一系列优点。
将样品试液作为电极,可在常压常温下产生等离子体,大大简化检测装置,易于小型化,减小进样量的同时,也减少了样品所需的分析时间及操作成本;另外,等离子体所具有的放电发光特性通过光谱技术可得到准确可靠的分析结果,相比电化学分析方法具有更好的选择性和稳定性[6]。
第1篇一、实验背景辉光球放电实验是一种基础的物理实验，通过观察辉光球在高频高压电场中的放电现象，了解气体分子的激发、碰撞、电离、复合等物理过程，以及低压气体中伴有辉光出现的自激导电现象。
本实验旨在帮助学生掌握相关物理知识，提高实验操作技能。
二、实验目的1. 了解气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程。
2. 了解低压气体中伴有辉光出现的自激导电现象。
3. 探究低气压气体在高频强电场中产生辉光的放电现象和原理。
4. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
三、实验原理实验采用辉光球作为实验装置，球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等）。
玻璃球中央有一个黑色球状电极，球的底部有一块震荡电路板，产生高压高频电压并加在电极上。
通电后，震荡电路产生高频电压电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。
四、实验过程1. 实验前，首先连接好电源，确保电源稳定。
2. 闭合辉光球前面板上的开关，观察辉光球在正常工作状态下的放电现象。
3. 调节强度旋纽，观察不同强度下的放电现象，并记录观察结果。
4. 用手指接触球面并在球面上移动，观察球内辉光变化现象，并记录观察结果。
5. 改变球内气体的种类，观察放电现象的变化，并记录观察结果。
6. 实验完毕，断开开关并关掉电源，将仪器摆放整齐。
五、实验结果与分析1. 观察到辉光球在正常工作状态下，球内气体受到高频电场的电离作用，产生光芒四射的辉光现象。
2. 通过调节强度旋纽，发现放电强度与辉光亮度成正比，即放电强度越大，辉光亮度越亮。
3. 当用手接触球面并在球面上移动时，观察到辉光在手指周围处变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲。
4. 改变球内气体的种类，发现不同气体在相同条件下产生的辉光颜色不同，说明不同气体对高频电场的电离能力不同。
六、实验结论1. 辉光球放电实验验证了低压气体在高频强电场中产生辉光的放电现象，以及气体分子的激发、碰撞、电离、复合等物理过程。
大气压脉冲放电辅助射频辉光放电段起辉过程申亚军;郭颖;韩乾翰;王晓东;石建军【摘要】在大气压脉冲调制射频辉光放电的两个射频放电段之间引入脉冲放电,研究脉冲放电对射频放电段的起辉动力学过程和稳态放电特性的影响.通过试验测量时间分辨的放电图像,获得了脉冲放电和射频放电段的放电时空演变过程,发现脉冲放电电流峰值从0.4A增加到0.6A时,射频放电段的起辉时间从0.8 μs降低到0.5 μs,而放电空间分布也经历从双峰形到钟形再到双峰形的动力学演变过程.射频放电段达到稳态放电后的电流和电压特性也说明了脉冲放电有助于提高射频放电段稳态放电强度.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(044)003【总页数】5页(P462-466)【关键词】大气压脉冲辉光放电;射频放电段;放电起辉【作者】申亚军;郭颖;韩乾翰;王晓东;石建军【作者单位】东华大学理学院,上海201620;东华大学理学院,上海201620;东华大学理学院,上海201620;东华大学理学院,上海201620;东华大学理学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O531大气压辉光放电产生的低温等离子体可应用于功能薄膜材料的表面改性和沉积以及生物医学处理等[1-3]，并且其发生装置不需要真空系统，适合连续化处理，因此，近年来大气压辉光放电的基础和应用研究成为低温等离子体方向的研究热点之一[4]。
在大气压的射频辉光放电中利用振荡射频电场对放电空间电子的限制作用，在较低的射频电压下形成密度较高的等离子体[5-6]，但由于放电功率和气体温度也较高，容易导致放电的不稳定，并也限制了其在温度敏感材料处理中的应用[7]。
采用脉冲调制射频放电技术实现了在时间上控制射频放电段的打开和关闭，可以有效调控放电稳定性和等离子体特性，但每个射频放电段都将经历起辉过程[8]，其对射频放电段的动力学过程和产生的等离子体特性都具有重要影响。
试验研究发现，射频放电段的起辉过程会受到上一个射频放电段中的残余等离子体粒子的辅助作用[9]，表现为射频放电段在更短的起辉时间内达到稳定放电状态，而减小两个相邻射频放电段的时间间隔，即增加调制射频脉冲的重复频率或者占空比都会限制对放电稳定性和等离子体特性的调控范围，因此在两个相邻射频放电段间增加高压脉冲放电，利用其产生的等离子体实现对射频放电段起辉过程的辅助作用[9]。
辉光放电的原理
辉光放电是一种气体放电现象，主要发生在低压气体中，如氖气、氩气等。
当高压电场作用于气体时，电子会被加速并与原子和分子相撞。
这些碰撞使得原子和分子失去电子或电子被激发到更高的能级。
当这些电子重新回到基态时，会释放出能量，产生光。
这种光就是辉光。
此外，当气体中的电子数密度很高时，多种反应会发生，比如电子与离子复合，发生二次辉光等等。
这些都会进一步增强辉光放电的强度和持续时间。
总的来说，辉光放电的原理主要涉及到气体分子的电离、激发和复合过程，以及电子在电场中的加速和撞击作用。
