介质阻挡放电技术

一、介质阻挡放电技术

其原理是在介质中形成过热水蒸气的流道以防止偏流,并产生稳定的介质阻挡放电,利用电子能量e,通过解离反应H2O(g)+e⇆H+H+O+e生成H,并用氢分离膜分离,从而在抑制逆反应的同时连续生成高纯度的H2。 在这项研究中,在制造了一个带有流道的平板等离子体膜反应器之后,通过改变过热水蒸气的温度、流量、外加电压、流道宽度和流道深度来测量氢气转化率,并探索出可高效获得高纯度氢气的反应条件和流道结构。

二、介质阻挡放电和电晕放电

所谓的等离子就是带正负电荷总数相当的一堆离子。将物质电离，就会形成自由电子、离子以及中性粒子，他们带电量总和为零。是除固、液、气之外的又一种物质状态。

等离子体按照温度分为：高温等离子体和低温等离子体，高温等离子体是高于10000℃的等离子体，如太阳核心、聚变。

低温等离子体又分为热等离子体和冷等离子体。热等离子体是稠密气体在常压或高压下电弧放电或高频放电而产生的，温度也在上千乃至数万开，可使分子、原子离解、电离、化合等。冷等离子体的温度在100-1000K之间，通常是稀薄气体在低压下通过激光、射频或微波电源发辉光放电而产生的。低温等离子体通常是由气体放电的方式产生。气体的放电方式一般有如下几种：辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电和微波放电。

根据离子温度与电子温度是否达到热平衡，可把等离子体分为平衡等离子体和非平衡等离子体

根据等离子体产生气体分类：可分为活泼气体和不活泼气体等离子体

根据等离子体产生方式分类： 直流放电等离子体 高频等离子体 射频等离子体 微波等离子体 燃烧 激光，紫外线。

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三、介质阻挡放电的介质材料

介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge，DBD）是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。

介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为10～10000。电源频率可从50Hz至1MHz。

四、介质阻挡放电等离子体主要特点

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等离子体被称为物质的”第四态“，是一种具有电子，原子，离子或基团的满足准中性条件的电离气体。它是区别与常规的固态，液态，气态的另一种存在。特别是在星际物质当中。在地球上，我们常见的闪电也是等离子体中的一种，是在具有不同电位的云层之间形成气体击穿而产生的火花放电。在地球两极上，因为太阳风暴（高能粒子分）在经过地球两极磁极时，高能粒子轰击空气中的氧气，氮气等气体，使其电离和激发，后沿地磁线运动，并产生多彩的极光，也属于等离子体。

等离子体可以由气体放电产生，也可以使气体不断加热而产生。

按照等离子体的温度不同可分为高温等离子体和低温等离子体。

比如在受控核聚变当中使用托卡马克磁约束产生的高温等离子体，其原理就是利用磁场束缚等离子体并使其不断加热，最终发生氢核聚变反应，并收集起来发电。这其实是模拟太阳上时时刻刻的聚变反应，之所以称为高温，是因为其芯部温度可以达到上亿度。

低温等离子体，比如弧光灯，辉光放电灯，射频放电等离子体刻蚀机等，这些气体放电产生的等离子体温度在几百K到上千K，远低于高温等离子体。

高温和低温虽然是根据温度划分，但是要区别与我们常见事物的温度，不是说低温就是跟室温差不多。

低温等离子体中又可以分为热等离子体和冷等离子体，这是根据等离子体中离子和电子温度是否处于热平衡状态来讨论的。热等离子体说的是电子和离子处于热平衡态，它们各自的温度差不多。比如电弧等离子体焊机所产生的热等离子体，电子温度和离子温度都可达到几千度。

冷等离子体说的是电子温度虽然很高可达到上万度，对，是上万度，然而离子温度却有几百K左右，甚至达到室温。那么我们之所以感觉不到冷等离子体很热，是因为其中只有电子温度很高，离子和原子温度较低，电子由于质量过于微小，能量传递效率极低，因此感觉不到，比如大气压冷等离子体射流放电，被用来皮肤杀毒，它的温度就很低。

那么等离子体根据其他条件还可以分为强电离和弱电离等离子体，强耦合和弱耦合等离子体，根据密度可分为致密等离子体和低密度等离子体。比如星际气体就属于稀薄低密度等离子体，而惯性约束聚变中利用激光打向靶丸产生的致密高温高热等离子体就属于高密度等离子体。

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等离子体中的主要参数包括密度，电子温度，离子温度，德拜半径，电离度。这几个是最终要的参数，那么诊断这些参数的方法有，电探针，磁探针，发射光谱，吸收光谱，激光诱导荧光，质谱发等。

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本回答在其他任何地方都搜所不到，纯属个人理解和手打，本人等离子体物理专业，错误难免，谢谢交流。

五、介质阻挡放电间隙与电压关系

国家电网规定0.4KV，电气安全间隙为8毫米，690V为10毫米，1KV为12毫米，10KV为125毫米（裸导体之间），所谓的电压击穿指的是由于绝缘介质绝缘强度不够，而在裸导体之间产生的放电现象，它与绝缘介质和安全间隙都是有关的。

打火实际上就是一种极间放电现象，它除了间隙和绝缘不够外，还有可能是导体表面有毛刺造成的尖端放电，算不算击穿要看现场的。

六、介质阻挡放电属于低气压放电

在强电场作用下,电介质丧失电绝缘能力的现象.分为固体电介质击穿、液体电介质击穿和气体电介质击穿3种.　固体电介质击穿导致击穿的最低临界电压称为击穿电压.均匀电场中,击穿电压与介质厚度之比称为击穿电场强度（简称击穿场强,又称介电强度）.它反映固体电介质自身的耐电强度.不均匀电场中,击穿电压与击穿处介质厚度之比称为平均击穿场强,它低于均匀电场中固体介质的介电强度.固体介质击穿后,由于有巨大电流通过,介质中会出现熔化或烧焦的通道,或出现裂纹.脆性介质击穿时,常发生材料的碎裂,可据此破碎非金属矿石.　　固体电介质击穿有3种形式：电击穿、热击穿和电化学击穿.电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能.热击穿是因在电场作用下,电介质内部热量积累、温度过高而导致失去绝缘能力.电化学击穿是在电场、温度等因素作用下,电介质发生缓慢的化学变化,性能逐渐劣化,最终丧失绝缘能力.固体电介质的化学变化通常使其电导增加,这会使介质的温度上升,因而电化学击穿的最终形式是热击穿.温度和电压作用时间对电击穿的影响小,对热击穿和电化学击穿的影响大；电场局部不均匀性对热击穿的影响小,对其他两种影响大.液体电介质击穿　　纯净液体电介质与含杂质的工程液体电介质的击穿机理不同.对前者主要有电击穿理论和气泡击穿理论,对后者有气体桥击穿理论.沿液体和固体电介质分界面的放电现象称为液体电介质中的沿面放电.这种放电不仅使液体变质,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使固体介质内产生气泡.经多次作用会使固体介质出现分层、开裂现象,放电有可能在固体介质内发展,绝缘结构的击穿电压因此下降.脉冲电压下液体电介质击穿时,常出现强力气体冲击波（即电水锤）,可用于水下探矿、桥墩探伤及人体内脏结石的体外破碎.气体电介质击穿　　在电场作用下气体分子发生碰撞电离而导致电极间的贯穿性放电.其影响因素很多,主要有作用电压、电板形状、气体的性质及状态等.气体介质击穿常见的有直流电压击穿、工频电压击穿、高气压电击穿、冲击电压击穿、高真空电击穿、负电性气体击穿等.空气是很好的气体绝缘材料,电离场强和击穿场强高,击穿后能迅速恢复绝缘性能,且不燃、不爆、不老化、无腐蚀性,因而得到广泛应用.为提供高电压输电线或变电所的空气间隙距离的设计依据（高压输电线应离地面多高等）,需进行长空气间隙的工频击穿试验.

七、介质阻挡放电有哪些介质

阳：一种具有助燃与点火双工作模式的等离子体助燃激励器，属于发动机领域。包括中心阳极、接地电极、环状阳极和绝缘定位套；所述绝缘定位套上有安装中心阳极的通孔和安装环状阳极的环状沟槽，绝缘定位套上端有向外伸出的安装台，接地电极上端有与安装台配合连接的安装槽，绝缘定位套位于接地电极的内部。本发明的结构实现介质阻挡放电‑电弧放电组合放电的模式，能够将非平衡等离子体的稀燃极限宽、反应活性大，以及热平衡等离子体的工作气压高等优势结合起来，达到在宽广的燃空比范围内实现高能、稳定点火的目的。