如何界定大气压等离子清洗机DBD放电是均匀的？

依据气体放电理论研究，仅有汤生放电和辉光放电属于均匀放电，辉光放电是汤生放电的更进一步发展，其外观特征是柔和的光充斥着了整个放电气隙，霓虹灯管和日光灯中的放电就属于辉光放电。大气压等离子清洗机DBD均匀模式对于等离子体表面改性技术的应用尤为重要。均匀放电一定是充斥着整个放电空间的，并且没有放电细丝。大气压等离子清洗机DBD均匀放电用于表面改性的优点表现在处理均匀和不损坏样品。那么我们该如何判定大气压等离子清洗机DBD放电是否均匀呢？

1 以往研究中对大气压等离子清洗机DBD均匀放电的判断误区

1-1 人们对均匀放电判断的一个误区是通过肉眼和长时间曝光照片来判断放电是否均匀

该方法只能看到时间积分的图像。通过采用不同曝光时间获得的DBD图像，虽然放电对应的实验条件完全相同，放电细丝的数量及其分布的均匀度却均随着曝光时间的增大而增加。因此，对于细丝放电，仅凭长曝光时间的图像或肉眼观察，可能给人一种均匀放电的假象。

1-2 人们对均匀放电判断的另一个误区是依据电流波形或李萨如图形。

在外加电压的每半个周期内，如果只有一个电流脉冲，则认为其属于均匀放电。该方法比前面的肉眼观察方法前进了一步，但仍然不够准确。因为它只能判断气隙中放电是否同步进行，而不能判断放电是否均匀地分布于整个电极表面。简单地说，它只能判断放电在时间上的一致性，而不能判断放电在空间上的均匀性。至于李萨如图形判断法，它将放电电荷在阻挡介质上产生的电压作为示波器y输入，外加电压作为x输入。若所得到的四边形的左右两边陡直向上，则判断为均匀放电。显然，该方法和电流波形法没有本质区别，因而存在相同的缺陷。

综上所述，只有拍摄曝光时间10ns左右的放电图像才能展现气隙中真实的放电形态，才能准确判断放电是否存在细丝。人们对大气压DBD均匀放电的属性判断也存在误区，即把它们统称为大气压辉光放电。实际上均匀放电包括汤生放电和辉光放电两种不同的放电形式。这部分的详细介绍在之后的文章也将予以展开。

2 实现大气压等离子清洗机DBD均匀放电的必要条件

均匀放电的定义既已明确，那么是否可能实现大气压均匀放电，或者说实现这种放电必要条件是什么？长期的DBD研究结果表明，实现大气压下均匀放电的难度非常大。目前，人们仅在大气压惰性气体（氦气、氖气）中实现了辉光放电，在特定条件下的氮气和空气中实现了汤生放电，除此之外的绝大部分都是细丝放电，导致这种结果的原因可以这样来理解。电子雪崩中电子数的倍增可以用下式表示：

公式中，a是电子碰撞电离系数。

前面提到，电子从阴极到阳极经历的碰撞次数N正比于pd,大气压下N的数值非常大。α/p正比于αλe代表电子每一次碰撞平均产生的电子数，也就是电子平均碰撞电离的能力。既然大气压下电子经历大量的碰撞不可避免，只能靠降低a/p(即减弱电子碰撞电离能力）来减少每一次碰撞产生的电子数，以抑制电子雪崩的过度发展而转变为流注。因此，大气压下抑制细丝形成的唯一途径是降低a/p。根据气体放电理论，我们知道：

公式中，E是电场；A和B都是依赖于气体种类的常数。显然，在大气压下降低a/p意味着要降低放电时的电场，也就是说大气等离子清洗机必须在低电场下发展电子雪崩才可以避免流注的产生。

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