Characterization of transient discharges under atmospheric pressure conditions applying nitrogen photoemission and current measurements
测定了空气中均匀介质阻挡放电和无源介质阻挡放电三种大气压瞬态放电以及氩等离子体凝固（APC）系统的火花放电的电子分布函数和电子密度等离子体参数。结合数值模拟以及诊断方法，包括电流测量和基于氮排放的光学发射光谱（OES）。所应用的方法相互补充，解决了单独使用这些方法时出现的问题。氮气被用作传感器气体，并以少量混合到氩气中以表征APC放电。直接和逐步的电子碰撞激发氮的排放包括在等离子体化学模型应用于这些瞬态放电的特性，使用OES在特定的放电条件下，在确定等离子体参数的模糊性出现。它示出，测量的电流解决了这个问题，通过提供额外的信息，用于确定放电特定的等离子体参数。
2012-02-16 physics.plasm-ph
Reactivity of water vapor in an atmospheric argon flowing post-discharge plasma torch
通过电特性、光发射光谱和质谱测量，研究了射频大气压等离子体炬流动后放电中引入的水蒸气的反应性。由于等离子体炬的技术特征，后放电可以被认为分为两个区域：注入水蒸气的内部区域（等离子体炬装置内部）和直接与环境空气相互作用的外部区域。由水蒸气的注入引起的主要反应被识别，以及那些指示的环境空气的影响。合理的途径，允许生产的H，OH，O自由基和H2O2进行了讨论，以及反应可能负责的不均匀性和低直流电流测量在流动后放电。关键词：大气后放电，H2O等离子体反应性，RF等离子体炬
2016-09-16 physics.plasm-ph
Comment on "NOx production in laboratory discharges simulating blue jets and red sprites" by H. Peterson et al
Peterson等人[2009年]打算通过实验室实验确定精灵和蓝色喷流的NOx生成量。已知在标准温压下，喷射放电在物理上类似于流光放电。然而，模拟地球物理放电的流光实验需要一个极性的电压脉冲，与Peterson等人的振荡电压相反。此外，Peterson等人在电流密度、子画面体积和气体密度的比较中出错。最后，在一个重要结果中存在6个数量级的计算误差。
2010-12-17 physics.geo-ph physics.plasm-ph
Time-resolved OES of nanosecond pulsed discharges in N$_{2}$ and N$_{2}$/H$_{2}$O mixtures]{Time-resolved optical emission spectroscopy of nanosecond pulsed discharges in atmospheric pressure N$_{2}$ and N$_{2}$/H$_{2}$O mixtures
在这篇文章中，纳秒脉冲放电中的N $_{2}$和N $_{2}$ /0.9%H $_{2}$ O在大气压（300 K）的时间分辨成像，光学发射光谱和瑞利散射研究。在两个针形电极上以1 kHz的频率施加170 ns的高压脉冲。放电由三个阶段组成：点火阶段、火花阶段和复合阶段。在点火阶段，排放物主要由分子氮（N $_{2}$（C-B））引起。在火花和复合阶段，主要观察到原子氮发射。当加入H $_{2}$ O时的发射非常相似，除了H $_α$的贡献很小，并且分子N $_{2}$（C-B）发射的强度较小。
2014-03-20 physics.plasm-ph
Influence of nitrogen impurities on an electron-excited helium atoms concentration in the self-sustained normal dc glow discharge at atmospheric pressure
研究了大气压下氮杂质对自持正常直流辉光放电参数的影响。在大气压辉光放电中，测量了氦（99.98%He）和含氮氦中低激发态氦原子2_1s、2_1p、2_3s和2_3p的浓度。结果表明，在氦气中加入氮气（小于5%），会导致极间电压和气体温度的增加。与此同时，即使在0.5%的氮混合物中，阴极区低激发态氦原子的浓度也会急剧降低。
2004-11-03 physics.plasm-ph
Measurement of electron temperature in a non-equilibrium discharge of atmospheric pressure supported by focused microwave radiation from a 24 GHz gyrotron
本文研究了一种大气压微波放电，它是由24 GHz回旋管在氩气流中聚焦连续波辐射维持的。电子温度由放置在等离子体炬中的双朗缪尔探针的电流-电压曲线确定。电子温度也估计从等离子体发射光谱的框架内的日冕等离子体模型。所获得的电子温度值在测量精度范围内一致。此外，电子温度比气体温度高许多倍。这一事实使我们能够站在一个显着的非平衡大气压等离子体。
2019-09-03 physics.plasm-ph
A Turing model of pattern formation in atmospheric pressure gas discharges
在这封信中，我们提出了一个图灵模型的形成模式的可见光发射强度在大气压气体放电。在双反应物图灵模型中，电子密度和电子温度分别起激活剂和抑制剂的作用，激活剂的扩散系数远小于抑制剂的扩散系数，电离和激发态原子的激发是主要的反应过程.该模型预测的条纹在一个1D系统，这在定量上同意与实验结果的空间变化尺度长度。此外，该模型还预测了实验观察到的放电结构的变化时，输入功率和气体压力的变化。
2011-01-18 physics.plasm-ph
Hydrogen peroxide generated by an atmospheric He-O2-H2O flowing post-discharge: production mechanisms and absolute quantification
一个大气压等离子体炬已被供应氦气，水蒸气和/或氧气的气体混合物，以研究在其流动的后放电，特别是过氧化氢的反应性物种的生产。负责生产过氧化氢的机制进行了研究，通过相关的测量质谱和吸收光谱。H2 O2的绝对定量也已实现，并表明，对于5 mmol的水蒸气注入的He-H2O放电，约9.5摩尔的H2 O2产生后放电。
2016-04-29 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Non-linear macro evolution of a dc driven micro atmospheric glow discharge
研究了微氩气射流与静止水体之间产生的微大气辉光放电的宏观演化过程。微放电的行为类似于一个复杂的生态系统。与水作阳极时的微放电不同，水作阴极时的微放电具有非线性特性。采用增强型电荷耦合器件，通过控制曝光时间，对不同放电电流下的微放电进行了多组快照，每组快照由256幅连续拍摄的图像组成。边缘检测方法用于识别水面，然后通过将微放电区域上的信号计数相加来定义总亮度。不同放电电流下的水面运动表明，当水作为阴极时，水面下降的速度越来越快。相反，当水表现为阳极时，水面以恒定速度下降。光变曲线类似于逻辑增长曲线，表明微放电过程中存在自抑制过程。同时，当水作为阳极时，总亮度在相同的时间内线性增加。放电-水的相互作用导致微放电的发展。当水作为阴极和阳极时，微放电的不同行为可能与带电粒子弹过程有关。
2015-10-15 physics.plasm-ph
Argon metastable dynamics in a filamentary jet micro-discharge at atmospheric pressure
利用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量了大气压射频微等离子体射流出口处Ar（$^{3}P_2$）亚稳原子的时空分辨浓度。放电的特点是一个同轴的几何形状与空心毛细管作为内电极和陶瓷管与金属环作为外电极。亚稳原子的吸收曲线和光发射测量揭示了放电的动力学和结构。在射流前面有和没有靶的情况下表征了Ar可吸收物的平均空间分布，表明靶电势以及随之而来的电场分布基本上改变了细丝的膨胀。结合对点火阶段和脉冲放电行为的详细分析，给出了脉冲放电的激发和灭磁机理。
2011-09-14 physics.plasm-ph
Electron-beam-sustained discharge revisited - light emission from combined electron beam and microwave excited argon at atmospheric pressure
本文提出了一种新型的电子束持续放电，它是用12 keV电子束和2.45GHz微波功率在大气压下连续激发氩气。光学发射光谱在从真空紫外（VUV）到近红外（NIR）的宽波长范围内进行。几种效果，修改的发射光谱相比，单一的电子束激发观察和解释的变化等离子体参数，如电子密度，电子温度和气体温度。
2015-11-26 physics.plasm-ph
Measurements of power dissipated in an atmospheric pressure plasma jet device with double plasma discharge ignition
本文通过分离一次放电与射流耗散功率的测量方法，研究双放电点火大气压等离子体射流装置的电学特性，发现一次放电功率变化远小于射流功率，且负半周负载更具电阻性，表明等效电路模型随电压极性改变。
2025-01-06 physics.plasm-ph
RF impedance measurements of DC atmospheric micro-discharges
大气微等离子体的可用诊断仍然是有限的，相对复杂的实现，所以我们提出了一个射频技术诊断的关键参数在这里。该技术允许通过测量微等离子体的RF阻抗并用适当的等效电路分析它来估计电子密度的依赖关系。这种技术是廉价的，可以在实时使用，并给出合理的结果，氩和氦直流微等离子体在孔在很宽的压力范围内。在与正常辉光放电行为一致的预期范围内，电子密度随电流线性增加。
2016-04-29 physics.plasm-ph
Particle dynamics in deposition of porous films with a pulsed radio-frequency atmospheric pressure glow discharge
在等离子体中生长的纳米颗粒被用来可视化在脉冲射频（rf）大气压辉光放电中的薄膜沉积过程。调制等离子体使得成功制备多孔TiO2薄膜成为可能。我们研究了在等离子体阶段的鞘层中的粒子的捕获，并将其与数值模拟进行比较。在等离子体关断阶段，粒子被残余离子产生的电场驱动到基底上，导致多孔TiO 2膜的形成。使用视频显微镜，在最基本的“动力学”水平上揭示了整个过程中粒子的集体动力学。
2019-03-22 physics.plasm-ph
Hard bremsstrahlung from a high-voltage atmospheric discharge and its anisotropy
本文介绍了在实验室高压大气放电初始阶段记录硬γ辐射和测量其角分布的实验结果。实验在ERG装置上进行，电压为$\sim 1$ MV，大气放电电流高达12 kA，间隙为0.55 m。电压脉冲的持续时间约为1~ $μ$ s，脉冲上升时间为150-200 ns。辐射由10个相同的闪烁探测器组成的组件记录，每个闪烁探测器安装在曲率为1 m的四分之一圆的圆周周围，每个探测器安装10个$^\circ$。为了分离能量从20 keV到1.5 MeV的辐射，使用了不同厚度的Al和Pb过滤器。所获得的结果表明，作为一项规则，多波束辐射图案和几个突发的辐射（每个方向图）记录在每个镜头。在相当数量的“射击”中，记录到光子能量相当于或超过与所施加电压对应的最大电子能量的硬辐射。在这些情况下，观察到针状辐射图案，包括与放电轴成大角度。这可以指示电子在不同等离子体通道中的加速。
2018-07-20 physics.ao-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
Why isolated streamer discharges hardly exist above the breakdown field in atmospheric air
我们调查流注形成对流层，在电场以上的击穿阈值。利用全三维粒子模拟，我们研究了自然背景电离和光电离对放电形态的综合影响。在以前的研究中，基于确定性流体模型没有背景电离，所谓的双头流光出现。但在我们改进的模型中，许多电子雪崩开始在不同的位置生长。最后，雪崩集体屏蔽了放电内部的电场。这发生在我们称之为“电离屏蔽时间”之后，对此我们给出了分析估计。由于这个时间是相当的流光形成时间，我们得出结论，孤立的流光是不可能存在的领域远高于大气中的空气击穿。
2013-08-23 physics.plasm-ph
In-depth diffusion of oxygen into LDPE exposed to an Ar--O2 atmospheric post-discharge: a complementary approach between AR-XPS and Tof-SIMS techniques
氧向低密度聚乙烯膜中的深度扩散是在大气等离子体炬的后放电中进行的，所述大气等离子体炬以氩气作为载气并且具有或不具有氧作为反应气体。的聚合物表面和散装的化学和结构特性的等离子体参数（处理时间，功率和反应气体流速）方面进行了研究。XPS和傅里叶变换红外光谱分析之间有很好的相关性。通过角分辨XPS和飞行时间SIMS研究了氧在聚合物中的渗透深度。结果表明，在常压等离子体处理过程中，氧可穿透低密度聚乙烯20--40nm，这取决于等离子体的条件。
2016-04-29 physics.plasm-ph
Spectroscopic of atmospheric pressure air jet plasma in transverses arc discharge
对高压直流电弧横向连续放电中的大气压空气射流等离子体进行了光谱表征。在200至1100 nm波长的光谱内，监测到所有显著的发射，并识别出N、O、H的所有激发原子线和NO、N2、O2、OH、CO、CN的分子带。利用分析CuI谱线510.5，515.3，521.8nm（电极发射产物）和N22 + -体系337.1nm（等离子体形成气体的主要成分）谱带的相对强度，测定了自由原子的电子激发温度Texc和分子振动和转动态的激发温度TV和TR.结果发现，在这种电弧放电空气等离子体的空间/时间演化过程中，没有本地LTE，和强烈的非zothermality的影响有一个地方在这种情况下。
2004-10-28 physics.plasm-ph
Sprite discharges on Venus and Jupiter-like planets: a laboratory investigation
已经发现在高大气高度处的大精灵放电在物理上类似于在海平面密度处的空气中的小流光放电。基于这种理解，我们调查可能的精灵放电金星或类金星行星通过实验室实验中适当的CO2-N2和H2-He混合物的流光。首先，通过改变行星气体的密度，实验证实了标度律。然后流光直径，速度和整体形态的研究金星和木星上的精灵，他们是非常相似的那些在地球上，但在可见光范围内的光发射微弱的两个数量级。放电光谱测量;他们占主导地位的少数物种N2在金星上，而这两个物种的签名被发现在类木星行星。测量了金星上完全发展的火花的光谱。我们发现，这个光谱是显着不同的预期精灵光谱。
2010-02-28 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Experimental study of atmospheric pressure single-pulse nanosecond discharge in pin-to-pin configuration
在这项工作中，我们提出了一个纳秒高压放电的实验研究在一个引脚到引脚电极配置在大气条件下工作在单脉冲模式（无记忆效应）。测量了各种放电参数，包括电压、电流、气体密度、旋转/振动/气体温度和电子数密度。几种不同的测量技术，包括微波瑞利散射，激光瑞利散射，光学发射光谱增强纳秒探测脉冲，快速摄影，和电气参数测量。火花和电晕放电制度进行了研究，放电脉冲持续时间为90 ns和电极间隙尺寸范围从2到10 mm。火花制度观察间隙< 6 mm，使用放电脉冲能量为0.6-1 mJ/mm的间隙长度。在较小的电极间隙和较大的脉冲能量下，观察到较高的电子数密度、每间隙长度的总电子数、放电电流和气体温度，达到约7.5x10^15 cm-3、3.5x10^11电子/mm、22 A和4，000 K的最大值（在放电后10 μ s），分别用于2 mm间隙和1 mJ/mm放电脉冲能量。初始击穿之后是发生在约30-70 ns后的二次击穿，并且与阴极点的点燃和放电到阴极电弧的过渡相关联。大部分放电脉冲能量在二次击穿之前沉积到气体中（85-89%）。纳秒放电脉冲后的电子数密度衰减的特征时间尺度为150 ns的解离复合和电子附着到氧的机制。对于电晕区，观察到的脉冲能量（~0.1 mJ/mm）、峰值传导电流（1-2 A）和电子数（3-5x10^10个电子/mm）以及气体温度（360 K）显著降低。
2021-06-18 physics.plasm-ph
Formation mechanisms of striations in a filamentary dielectric barrier discharge in atmospheric pressure argon
本研究采用二维流体-泊松模型探究大气压氩气单丝DBD中条纹的形成机制，发现条纹形成于瞬态辉光阶段，由亚稳态氩原子逐级电离和准分子电离导致载流子分布扰动引发，明确了激发态与逐级电离过程的关键作用。
2023-03-12 physics.plasm-ph
One Dimensional Modeling Of Dielectric Barrier Discharge in Pure Oxygen at Atmospheric Pressure Using Comsol Multiphysics
为了更好地理解和解释间隙中存在的物质的物理行为，本文提出了一个介质阻挡放电的模型，用Comsol Multiphysics软件描述和模拟了大气压下纯氧介质阻挡放电的电击穿过程。对于这个模型，我们更喜欢使用基于物理的动力学方法使用1D几何来模拟。介质阻挡放电在臭氧发生、表面处理、光源等环保行业有着广泛的应用。该模型包括数值模型和化学模型。本文介绍了它的电流特性和电压特性。林隙中现存物种和新产生物种的密度也被提出。
2023-02-23 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Glow discharge induced reactions in mixtures of ozone and chlorodifluoromethane with atmospheric gases
本文介绍了一套模拟平流层条件的实验室装置，通过辉光放电暴露臭氧与R22等混合气体，发现R22的存在使臭氧消耗显著增强至两个数量级，并探讨了相关反应机制。
2025-09-14 physics.plasm-ph
The peculiarities of near-cathode processes in air discharge at atmospheric pressure
用皮秒激光探测的方法研究了气隙击穿瞬间近阴极等离子体的形成。结果表明，在通过放电间隙的电流急剧上升后1-2 ns，在阴极表面形成了Ne~10^20 cm^-3和dNe/dx ~ 10^24 cm^-4的致密等离子体凝块。结果表明，这些高度电离的区域导致起源于阴极的火花通道的启动和发展。我们建议，所观察到的形成对应于阴极材料形成的侵蚀等离子体。
2018-04-04 physics.plasm-ph
Self-pulsing of a micro thin cathode discharge
在大气压下工作的微等离子体显示出许多奇特的动力学现象。这些现象之一是自脉冲，其特征在于DC驱动的等离子体放电的固有脉冲行为。本文对大气压氩气中微小薄阴极放电的自脉冲进行了数值模拟。通过一个混合等离子体模型，我们显示在预期的MHz频率范围内的放电的自脉冲，并描述其实际起源。
2011-09-21 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Effects of excitation voltage pulse shape on the characteristics of atmospheric-pressure nanosecond discharges
研究了纳秒级高压脉冲激励下氦氮混合气体中大气压微放电的特性，以及脉冲激励电压参数对放电特性的影响。特别是，单脉冲激励，单极和双极双脉冲激励的情况下进行了研究，在不同的脉冲持续时间，电压幅值，和延迟时间（双脉冲激励的情况下）。我们的调查进行了粒子模拟代码，也包括在等离子体中的真空紫外共振辐射的治疗。模拟允许洞察等离子体动力学期间和之后的激发脉冲，带电粒子密度分布和通量的发展和衰减。我们发现等离子体的电子密度（在激发脉冲结束时测量）对等离子体的电输入能量的依赖性很强，并且在相同的输入能量下激发脉冲的形状的影响很弱。
2019-04-29 physics.plasm-ph
Electron dynamics of three distinct discharge modes of a cross-field atmospheric pressure plasma jet
本文采用PIC/MCC模拟结合PROES实验，系统研究了COST-Jet交叉场大气压等离子体射流在非中性、准中性和收缩三种放电模式下的电子动力学及模式转变规律，为优化等离子体应用提供了重要依据。
2025-01-29 physics.plasm-ph
Reactivity of water vapor in an atmospheric pressure DBD -Application to LDPE surfaces
通过发射光谱测量研究了氩气介质阻挡放电中水汽的反应性。这种放电也用于LDPE表面的处理。采用水接触接触角测量、XPS和AFM技术研究了LDPE表面接枝含氧官能团，提高其亲水性。
2016-04-29 physics.plasm-ph
A spectral element method for modelling streamer discharges in low-temperature atmospheric-pressure plasmas
流光是发生在大气压和亚大气压下的气体中的电离前沿。流光的数值研究是重要的实际应用，但具有挑战性，由于这种放电类型的多尺度性质。本文介绍一种模拟流注放电的谱元方法。该方法是笛卡尔网格，但可以扩展到非结构网格上使用。流光模型是基于泊松方程的电势和电子连续性方程。泊松方程离散通过谱方法的基础上的积分表示的解决方案。分层Poincare-Steklov（HPS）计划被用来解决所产生的方程组。采用间断Galerkin谱元法（DGSEM）求解电子连续性方程。的DGSEM扩展的扩散通量的另一种定义。如果需要的话，使用子单元有限体积法来稳定DGSEM方案。整个模拟方案是通过解决一些测试问题和再现以前的研究结果进行验证。自适应网格细化用于减少未知数的数量。所提出的方法被发现是足够快的，用于在实际应用中。该方法的灵活性提供了一个有趣的机会，扩大范围的问题，可以解决在低温等离子体放电的数值研究。
2021-11-11 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Etching Processes of Polytetrafluoroethylene Surfaces Exposed to He and He-O2 Atmospheric Post-discharges
对大气压下用He和He-O2等离子体后放电处理聚四氟乙烯（PTFE）表面进行了对比研究。处理后的PTFE表面的表征和参与表面改性的物种是相关的。在纯He等离子体中，尽管记录了重要的质量损失，但通过X射线光电子能谱学（XPS）、动态水接触角（dWCA）和原子力显微镜（AFM）观察到表面没有显著变化。根据这些观察，提出了一种没有任何优先取向的逐层物理蚀刻，其中高能氦可吸收物是负责-（CF2）n-链断裂的主要物种。在He--O 2等离子体中，由于氦可吸收物的密度随着氧气流速的函数而降低，因此处理导致从PTFE表面喷射的物质减少（与质量损失测量和铝箔上氟化物质的检测一致）。然而，dWCA和AFM测量显示表面的疏水性和粗糙度增加。所观察到的蜂窝状结构被认为是由各向异性蚀刻的氧原子蚀刻主要是非晶相。
2016-04-29 physics.plasm-ph
Simulation of a wire-cylinder-plate positive corona discharge in nitrogen gas at atmospheric pressure
在这项工作中，我们将执行一个模拟的线柱板正电晕放电在氮气中，并比较我们的结果与已经发表的实验结果在空气中相同的结构。我们选择模拟这种创新的几何形状，因为已经通过实验确定，它可以产生高达0.35 N/m的每单位电极长度传输到气体的推力，并且还能够在空气中诱导8-9 m/s范围内的离子风顶部速度。在我们的模型中，所使用的离子源是一个小直径的导线，它产生一个积极的电晕放电在氮气直接到接地电极，之后，所产生的正离子进一步加速在地面和阴极之间的加速通道。通过应用流体动力学和静电理论，将计算作用在所考虑的几何形状上的所有流体动力学和静电力，以试图从理论上确认所产生的离子风轮廓以及每单位电极长度的推力。这些结果是重要的，以建立这种模拟工具的有效性，为今后的研究和开发这种效果的实际目的。
2012-02-21 physics.plasm-ph
Low-density polyethylene films treated by an atmospheric Ar--O2 post-discharge: functionalization, etching, degradation and partial recovery of the native wettability state
为了优化低密度聚乙烯（LDPE）表面上呈现出强阻隔性能的层的粘附力，我们研究了氩气和氩氧大气压放电后的影响。本研究采用X射线光电子能谱学，原子力显微镜，光学发射光谱（OES）和动态水接触角（WCA）的测量。在等离子体处理之后，强调了粗糙度的略微增加，更特别地对于在供应氧气的后放电中处理的样品。的表面粗糙度和氧表面浓度的测量表明，两个过程的竞争发挥作用的表面亲水性和发生在后放电处理：蚀刻和活化的表面。Ar和Ar-O2后放电的蚀刻速率估计分别为约2.7 nm.s-1和5.8 nm.s-1。这种蚀刻的机制进行了研究，通过实验，在其中我们讨论的O2流量和距离（间隙）分离的等离子体炬从位于下游的LDPE表面的影响。OES检测到的O原子和NO分子（在UV范围内发射）似乎是解释蚀刻过程的良好候选者。老化研究也提出了证据的稳定性处理过的表面超过60天。储存60天后，我们发现无论O2流速如何，处理过的膜记录了其亲水状态的损失，因为它们的WCA朝向80{ \textdegree }的共同阈值增加。这种“疏水恢复”效应主要归因于诱导极性化学基团重新取向到材料的主体中。事实上，在表面的羰基和羧基的相对浓度随着储存时间的推移而下降，并似乎在30天后达到一个平台。
2016-04-29 physics.plasm-ph
PTFE surface etching in the post-discharge of a RF scanning plasma torch: evidence of ejected fluorinated species
聚（PTFE）表面的纹理化是在大气压下通过使用后放电的射频等离子体炬提供的氦气和氧气。用接触角测量、X射线光电子能谱学和原子力显微镜对表面性质进行了表征。我们表明，等离子体处理增加的表面疏水性（与水的接触角从115 °增加到155°），仅通过修改PTFE表面形态，而不是化学计量。测量与从PTFE表面喷射CF $_2$碎片相关的样品质量损失证明了在大气压下的蚀刻机制。
2016-05-02 cond-mat.other cond-mat.soft physics.ins-det
Syngas Production from Propane Using Atmospheric Non-thermal Plasma
在常压低温（420 K）条件下，采用滑动放电反应器对丙烷水蒸气重整反应进行了研究。非热等离子体蒸汽重整有效地进行，并且形成氢作为主要产物（H2浓度高达50%）。副产品（C2-烃，甲烷，二氧化碳）的浓度低于6%。注入放电的平均电功率小于2kW。从丙烷转化率、蒸汽重整和裂化选择性以及副产物的产生等方面描述了该工艺的效率。提出了基于经典热力学平衡反应器的化工过程模型。计算结果与实验结果吻合较好，表明提高放电气体分率可以提高C3 H8转化率，进而提高H2产量。通过改进反应器设计，非热等离子体具有成为供应氢气或合成气的有效方式的潜力。
2009-02-25 physics.plasm-ph
Heat transport of nitrogen in helium atmospheric pressure microplasma
在空气中，通过氦气注入，在水面和金属毛细管之间产生了稳定的直流大气压正常辉光放电。多次独立重复实验表明，当气体流量从20 sccm增加到80 sccm，放电电流从11 mA减小到3 mA时，氮气的振动温度从3200 K升高到4622 K，旋转温度从1270 K降低到570 K。此外，还发现在非平衡态氦微等离子体中，氮分子的振动度比转动度优先获得能量。
2013-06-20 physics.plasm-ph
Ion energy distributions from the impact of an atmospheric dielectric barrier discharge plasma jet on surfaces
本文利用带能量过滤的MBMS测量大气压氦DBD射流撞击金属或陶瓷表面时的时间分辨IEDF，揭示离子注入能量、流注后正空间电荷效应及空气等离子体反应时序。
2025-05-12 physics.plasm-ph
Impact of Radio Frequency Power on Columnar and Filamentary Modes in Atmospheric Pressure Very Low Frequency Plasma within Pores
本文结合光学、电学诊断与光谱建模，研究RF功率对不同VVLF和孔径下VLF孔隙等离子体柱状/丝状模式的调控机制。
2025-05-07 physics.app-ph physics.plasm-ph
Hybrid subterahertz atmospheric pressure plasmatron for plasma chemical applications
本研究提出并实验验证了一种混合亚太赫兹等离子体发生器，利用263 GHz连续聚焦亚毫米波实现大气压放电，吸收率达80%，并成功应用于大气固氮等非平衡等离子体化学过程。
2024-02-05 physics.plasm-ph
Numerical investigation of the effect of high voltage frequency on the density of RONS species in the air atmospheric pressure gas discharge
本文通过COMSOL模拟研究了500 Hz至500 kHz频率对空气介质阻挡放电中活性物种密度的影响，发现频率升高使RONS密度降低而O密度增加，为优化等离子体治疗参数提供了依据。
2025-07-04 physics.plasm-ph
Vibrational CARS measurements in a near-atmospheric pressure plasma jet in nitrogen: I. Measurement procedure and results
等离子体中分子的非平衡振转分布函数会严重影响放电操作和等离子体化学。测量分布函数的一种方便的方法是通过相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）。CARS光谱是在氮气中在两个平行的间隔1 mm的钼电极之间的ns脉冲等离子体中在200 mbar下测量的，脉冲持续时间为200 ns / 250 ns，重复频率为1 kHz。的CARS光谱进行了分析，通过一个拟合例程，以提取有关的振动激发的氮分子在等离子体中的信息。发现在放电过程中，$v \lesssim 7$的振动分布可以用振动双温分布函数来描述。另外，在放电脉冲期间通过E-FISH方法测量电场。它被发现是恒定的时间后，初始电离波的值接近81 Td的调查条件。在两个放电脉冲之间的余辉期间，使用更一般的拟合方法来获得两个相邻振动态的布居差。这允许捕获该时间段内更复杂的振动动力学。测量结果进行了更详细的讨论，并在配套文件中的简单模型进行比较。
2021-02-18 physics.plasm-ph
Machine learning assisted optical diagnostics on a cylindrical atmospheric pressure surface dielectric barrier discharge
本研究将机器学习算法与光学诊断结合，准确预测圆柱形表面介质阻挡放电的运行条件并评估发射均匀性，为等离子体应用的实时控制与优化开辟新途径。
2024-04-22 physics.data-an physics.plasm-ph
Demonstration of the etching cobalt oxide grown on the stainless steel as a base metal surface using F2/He dielectric barrier discharge plasma in atmospheric pressure
本研究演示了在大气压下使用F2/He介质阻挡放电等离子体蚀刻不锈钢表面生长的氧化钴，有效去除表面钴污染，最佳条件为4.5 kV和25 kHz，蚀刻速率达10.875 μmol/min。
2023-07-26 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
On the gas heating effect of helium atmospheric pressure plasma jet
本文通过光纤温度传感器和红外成像测量，发现氦气大气压等离子体射流的主要加热来源于氦气膨胀而非放电本身，并证实低流速下可获得低于40°C的等离子体射流。
2023-04-14 physics.plasm-ph
Diagnostics of atmospheric pressure capillary DBD oxygen plasma jet
采用单极性正脉冲电源，研制了大气压毛细管介质阻挡氧放电等离子体射流产生低温等离子体。光学和电学技术都被用来研究所产生的等离子体的特性作为施加电压和气体流量的函数。从光学发射光谱数据获得的分析结果揭示了气体温度，转动温度，激发温度和电子密度。气体温度和旋转温度随氧气流量的增加而降低，但随外加电压的增加而线性增加。结果表明，随着外加电压和氧气流量的增加，电子密度增加，而电子激发温度则随着氧气流量的增加而降低。电特性表明，放电频率随流量下降，但随电压增加。将制备的等离子体初步应用于枯萎病马铃薯样品的灭活率研究。
2015-09-01 physics.plasm-ph
Analysis of the spatial non-uniformity of the electric field in spectroscopic diagnostic methods of atmospheric electricity phenomena
空气放电中电场的空间非均匀性，如流光，会影响光谱诊断方法的准确性，从而影响峰值电场的估计。在这项工作中，我们使用一个自洽流光放电模型来研究流光头部和流光辉光的空间非均匀性。我们集中我们的分析在大气压力和在中间层的低压下的空气放电。这种方法是有用的调查空间不均匀性的实验室放电，以及精灵流光和蓝色射流流光，两种类型的瞬态发光事件（TLE）发生在雷暴云。空气放电中电场的空间非均匀性的这种表征允许我们开发两种不同的光谱诊断方法来估计冷等离子体中的峰值电场。由于电场的高度空间非均匀性，通常采用的导出拖缆头部中的峰值电场的方法将电场低估了约40- 50%。我们的诊断方法将这种低估降低到约10- 20%。然而，我们的方法是不准确的比以前的方法流光辉光，其中的电场是均匀分布在空间。最后，我们将我们的诊断方法应用于SPRITE 95和96活动期间Armstrong等人（1998）记录的精灵的$N_2$的第二正系统和$N_2^+$的第一负系统中的测量光学信号。
2019-10-14 physics.ao-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Plasma Decay of Nanosecond Pulsed Laser-Produced Ar and Ar-H2O Sparks at Atmospheric Pressure
Department of Mechanical Engineering, University of Minnesota（明尼苏达大学机械工程系）
研究大气压下纳秒激光产生氩气和氩-水蒸气火花的等离子体衰减，通过汤姆孙散射与斯托克展宽技术测量电子密度和温度，验证了双极扩散和复合过程的可靠性。
2026-01-24 physics.optics physics.plasm-ph
Ionization by bulk heating of electrons in capacitive radio frequency atmospheric pressure microplasmas
采用Particle in Cell模拟和半解析模型研究了氦气中大气压下电容耦合射频微等离子体的电子加热和电离动力学。在RF周期内的不同时间观察到由于高体积电场导致的等离子体体积中的电子和电离的强烈加热。基于该模型，确定了该电场是由大气压下高电子-中性粒子碰撞频率导致的低电导率引起的漂移场。因此，在这种“Ω模式”中，电离主要由欧姆加热引起。驱动电压幅值影响最强体电场和电离的相位。在高振幅下，等离子体密度高，使得鞘层阻抗与体电阻相当。因此，电压和电流约为45 °异相，在鞘膨胀期间观察到最大电离，在鞘边缘处具有局部最大值。在低驱动电压下，等离子体密度低并且放电变得更具电阻性，导致约4 °的较小相移。因此，最大电离发生在RF周期内的后期，在放电中心具有最大值。显着的类比电负性低压宏观放电中的漂移双极模式下工作，其中类似的机制引起的高电负性，而不是高碰撞频率已被确定。
2013-05-31 physics.plasm-ph
Synthesis of Membrane-Electrode Assembly for Fuel Cells by Means of (Sub)-Atmospheric Plasma Processes
报道了一种简单的两步常压等离子体法制备质子交换膜燃料电池膜电极的方法。首先，通过在RF大气等离子体炬的后放电中喷涂Pt胶体溶液将催化剂纳米颗粒接枝到碳基底上。在第二步中，在DBD的放电中用等离子体合成的聚合物膜覆盖所得到的修饰电极。磺化聚苯乙烯膜的合成通过同时注入苯乙烯和三氟甲磺酸单体，在载气（Ar或He）的存在下。通过XPS、ToF-SIMS和FTIR（IRRAS）对膜进行化学表征，并通过SEM研究其沉积速率。
2018-02-06 physics.app-ph physics.plasm-ph
Non-equilibrium atmospheric-pressure plasma torch sustained in a quasi-optical beam of subterahertz radiation
研究了263 GHz回旋管聚焦亚太赫兹辐射维持的大气压连续放电。在空气的周围气氛中，在离开金属气体管的氩气流上维持朝向微波辐射传播的等离子体炬。使用高速摄像机，火炬的空间结构进行了研究，并在时间尺度上的顺序为20纳秒的时间动态进行了检查。利用可见光波段的发射光谱估算了氩原子的激发温度和电子密度。结果表明，这种类型的放电基本上是非平衡的，并且电子温度比振动温度和气体温度高许多倍，在数量级上为1.5-1.7 eV。由斯塔克加宽氢线测量的电子密度超过加热场频率的临界值。
2020-03-04 physics.plasm-ph
Vibrational CARS measurements in a near-atmospheric pressure plasma jet in nitrogen: II. Analysis
了解分子（近）大气压等离子体中的振转动力学对于研究振动激发分子对放电特性的影响至关重要。在配套文件中，振转相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）的纳秒脉冲等离子体射流组成的两个导电钼电极的间隙为1毫米的氮气在200毫巴的测量结果。在这里，这些结果进行了讨论和比较，在文献中发现的相关过程的速率系数的基础上的理论预测。发现在放电期间，测量的振动激发与从Laporta等人[PlasmaSources Science and Technology 23 065002（2014）]计算的共振电子碰撞速率获得的预测很好地一致。预测是基于放电过程中的电场，测量EFISH和电子密度，这是推导出的字段和迁移率的数据计算Bolsig+。在余辉的振动子系统的氮进行了一个简单的动力学模拟，它被发现，振动激发态的人口发展根据振动-振动转移的时间尺度上的几个$μ$ s，而发展的时间尺度上的几百个$μ$ s是由在墙壁上的损失。电子激发态对CARS测量（$v \lesssim 7$）中可见的振动态的布居没有显著影响。
2021-02-18 physics.plasm-ph
Neutral gas temperature maps of the pin-to-plate Argon micro discharge into the ambient air
本研究旨在探讨由高压直流电源供应的针-板电极组成的大气压氩气放电的二维温度图。在检测了微放电的稳定性后，利用三维移动平台驱动光纤探针对石英透镜聚焦的二维像面进行扫描。利用高分辨率光谱仪和高灵敏度增强型电荷耦合器件（ICCD）收集的氮辐射计算了转动和振动温度。转动温度在1558.15 ~ 2621.14 K之间变化，振动温度在3010.38 ~ 3774.69 K之间变化，表明放电尺寸小，温度梯度大。温度图显示了横向膨胀和径向上的急剧截断。确定了双层放电，其中电弧放电包覆辉光放电。
2015-02-17 physics.plasm-ph
A Dynamic Model of Streamer Coupling for High Pressure Discharges
本文提出了一个流注耦合理论来描述高压放电中均匀辐射的形成和辐射斑图的高速移动。通过考虑电子扩散和电子漂移的影响，形成流光耦合所需的最低预电离水平$n_{\rm min}$被发现取决于电场强度，气体压力和电子温度。当$n_0$。对大气压氦等离子体的预测结果表明，等离子体的运动速度为$n_{\rm min} \sim 10^5~{\rm cm^{-3}}$，运动速度为$10^4 - 10^6$ m/s，与实验结果一致。
2010-07-18 physics.plasm-ph
The Secondary Ionization Wave and Characteristic Map of Surface Discharge Plasma in a Wide Time Scale
电压分布随不同时间尺度的变化会导致沉积能量和电流体动力的重新分布，但其机理和标度律尚不清楚。在理论和数值分析的基础上，我们发现当电子密度下降到一个临界水平而电压仍在上升时，在电压上升的斜坡上会形成二次表面电离波。提出了大气压下1~ns ~ 0.1~s时间尺度的能量和电流体动力特性图，为表面放电的目标导向设计打开了大门。
2020-05-19 physics.app-ph physics.plasm-ph
Capacitively-coupled rf discharge with a large amount of microparticles: spatiotemporal emission pattern and microparticle arrangement
通过实验和数值模拟研究了微米级颗粒对低压容性耦合射频放电的影响。在实验室实验中，微粒云占据相当大的一部分的排放量支持重力的帮助下的热泳力。时空分辨的光发射测量是用不同的微粒排列来进行的。数值模拟进行了一维混合（流体动力学）放电模型的基础上描述的等离子体和微粒之间的相互作用，在自洽的方式。研究的重点是微粒排列在解释时空发射测量中的作用。我们表明，它是不可能的，同时再现所观察到的微粒的安排和排放模式的框架中考虑的一维模型。这种分歧进行了讨论，并归因于二维效应，例如，等离子体成分的径向扩散。
2017-05-17 physics.plasm-ph
