He/Ar混合气体空心阴极放电特性的模拟研究

He/Ar混合气体空心阴极放电特性的模拟研究

论文摘要

为了进一步揭示He/Ar混合气体中空心阴极放电机理,利用流体模型模拟研究了He/Ar混合气体环境下空心阴极放电的放电特性,模拟得到了电势、电子密度、He+和Ar+密度、电场强度的分布特性。本文特别对He/Ar混合气体环境下中He和Ar对新电子的产生机理,即不同类型电离速率以及电压对电离机制的影响进行了研究。结果表明:整个放电区域分为阴极位降区和负辉区。阴极位降区内存在很强的径向电场,较高的离子和电子密度差,高电子平均能量。负辉区电场强度和平均电子能量很低,电子和离子密度峰值位于负辉区。氩气的加入大大促进了放电的进行。虽然Ar原子所占比重只有5%,但是氩气在放电过程中起着和氦气同等重要的作用。Ar的离子和亚稳态原子密度均高于He的离子和亚稳态原子密度,同时,Ar+对二次电子发射影响要高于He+。随着电压的升高,电子和离子密度升高,阴极位降区径向电场强度和平均电子能量增加,负辉区内径向电场和电子平均能量降低,电离速率增高。氩气所参与的电离速率比重略微增加,分步电离所占总的电离速率比重出现明显增加。

论文目录

  • 1 模型的建立
  •   1.1 放电的单元结构
  •   1.2 放电过程的主要反应
  •   1.3 流体模型
  • 2 模拟结果和讨论
  •   2.1 放电的基本特性
  •   2.2 放电电压对空心阴极放电特性的影响
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张雅,渠宇霄,赵凯悦,何寿杰,赵雪娜,李庆

    关键词: 空心阴极放电,混合气体,流体模型,电离速率,粒子密度

    来源: 真空科学与技术学报 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 物理学

    单位: 河北大学物理科学与技术学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51777051),河北省自然科学基金项目(A2016201025),河北大学大学生创新创业训练项目(2018 082)

    分类号: O462

    DOI: 10.13922/j.cnki.cjovst.2019.03.08

    页码: 237-244

    总页数: 8

    文件大小: 2041K

    下载量: 126

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