收稿日期：2006-04-07? 　　作者簡介：呂大韻（1947-），女，安徽阜陽人，武漢科技大學(xué)中南分校信息工程學(xué)院副教授。? 　　（武漢科技大學(xué)中南分校 信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430223）?
　　摘要：應(yīng)用經(jīng)典電磁學(xué)理論研究了陶瓷臭氧發(fā)生器放電的特點，得出擊穿電壓與頻率及介質(zhì)特性的關(guān)系；并分析了電子與離子在高頻電場中的運(yùn)動特點。?
　　關(guān)鍵詞：陶瓷臭氧發(fā)生器；沿面放電；低溫等離子體?
　　中圖分類號：O441.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???
　　
　　一、引 言?
　　在高壓電極間加上固體絕緣介質(zhì)后，在一定的條件下會發(fā)生沿固體表面的放電現(xiàn)象.這種放電稱為沿面放電，它與純間隙的放電是不同的。70年代以前，人們研究沿面放電的規(guī)律主要是為了避免在各種高壓電器設(shè)備中發(fā)生的沿面放電，以提高設(shè)備的安全可靠性。70年代日本科學(xué)家發(fā)明了用陶瓷片做成的沿面器件來生成臭氧。這種器件不僅體積小，而且生成臭氧的效率大大提高，促進(jìn)了臭氧的工業(yè)化應(yīng)用。由于采用高頻電源，放電產(chǎn)生的等離子體溫度很低，而電子溫度很高，可形成大量的激發(fā)態(tài)分子與各種極富反應(yīng)性的自由基，它不僅會引發(fā)產(chǎn)生臭氧的化學(xué)反應(yīng)，而且可以引起其它化學(xué)反應(yīng)。人們期望，當(dāng)進(jìn)一步改進(jìn)高壓電源、介質(zhì)性能及電極結(jié)構(gòu)，有望在常溫常壓下進(jìn)行通常在高溫高壓下才能進(jìn)行的一些化學(xué)反應(yīng)。這是一個極有發(fā)展前景的工作。為此，在進(jìn)行實驗工作時，從理論上搞清高頻沿面放電形成低溫等離子體的機(jī)理很有必要。本文擬對高頻沿面放電的特點作初步的理論分析。?
　　
　　一、沿面放電的特點?
　　
　　一般固體電介質(zhì)的沿面放電分為三種情況[1]，一種是均勻電場中沿固體介質(zhì)表面的放電；第二種是弱垂直分量不均勻電場中的沿面放電；第三種是強(qiáng)垂直分量不均勻電場中的沿面放電。用于產(chǎn)生臭氧的陶瓷臭氧片屬于第三類，其結(jié)構(gòu)示于圖1。本文只討論這種結(jié)構(gòu)。?
　　由圖1可知，絕緣介質(zhì)表面有很強(qiáng)的垂直電場。這種電極結(jié)構(gòu)施加交流電壓時較直流更容易產(chǎn)生放電。在交流電壓作用下，上電極與介質(zhì)、空氣三者接觸處電場最強(qiáng)，先開始放電，出現(xiàn)電暈。當(dāng)電壓逐步提高時會相繼出現(xiàn)以下現(xiàn)象：先是在固體電介質(zhì)表面形成伸向另一極的平行細(xì)火花，繼而細(xì)火花開始增長變成樹枝狀、淺紫色的明亮火花，位置不斷跳動，稱為閃滑放電，進(jìn)而完全擊穿，形成閃絡(luò)。
　　
　　注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。

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