About the Development and Dynamics of Microdischarges in Toluene-Containing Air
About the Development and Dynamics of Microdischarges in Toluene-Containing Air
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关于含甲苯空气中微放电的发展和动态
DOI：
10.1007/s11090-019-09971-y
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发表时间：
2019
影响因子：
3.6
通讯作者：
Schmidt M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brandenburg R;Jahanbakhsh S;Schiorlin M;Schmidt M
微放电的发展和随后的微放电的初始动力学的电极排列组成的金属针和半球形的电介质覆盖的电极，在空气中与小甲苯混合物，进行了研究。放电工作在正弦高压下。门控ICCD相机和电流探头，使记录的图像和电流脉冲的单个微放电，分别，而时空分辨的发展与多维时间相关的单光子计数技术测量。如果将浓度为35ppm的甲苯添加到干燥空气中，则总体放电动力学显著改变。稳定的放电操作需要比在干燥空气中更低的高电压幅度。这可以通过与分子氧和氮相比甲苯的较低电离能来解释。微放电的发展是相同的有或没有混合物，即一个积极的（阴极导向）流光机制观察。较低的平均功率耗散到放电时，甲苯是混合。甲苯混合物的主要作用是抑制了正弦高压阴极钉扎半周时的高能微放电。的起始电压的影响，额外的电离机制和体积记忆效应，消耗的高能电子甲苯分解反应，和改性的表面等离子体处理作为可能的原因进行了讨论。
The development of microdischarges and the inception dynamics of subsequent microdischarges in an electrode arrangement consisting of a metal pin and a hemispherical dielectric-covered electrode, operated in air with a small toluene admixture, is studied. The discharge is operated with sinusoidal high voltage. A gated ICCD camera and a current probe enable the recording of images and current pulses of the single microdischarges, respectively, while the spatio-temporally resolved development is measured with a multi-dimensional time-correlated single photon counting technique. The overall discharge dynamics changes significantly if a concentration of 35 ppm toluene is added to dry air. A lower high voltage amplitude than in dry air is needed for stable discharge operation. This can be explained by the lower ionization energy of toluene compared to molecular oxygen and nitrogen. The microdischarge development is the same with or without admixture, i.e. a positive (cathode directed) streamer mechanism is observed. Lower mean power is dissipated into the discharge when toluene is admixed. The main effect caused by toluene admixture is the suppression of high-energy microdischarges in case of the cathodic pin half-cycle of the sinusoidal high voltage. The influence on the inception voltage by additional ionization mechanisms and volume memory effects, the consumption of energetic electrons for toluene decomposition reactions, and the modification of the surface by plasma treatment are discussed as possible reasons.
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