夜光电弧

低压稀薄气体中，有时会发生自激导电（自持放电），而且放电时会显示辉光，这种现象我们称之为辉光放电。辉光放电不依靠外界作用，在电场作用下能自己维持导电状态，因此是一种自持放电。辉光放电特征是电流强度较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的发光现象。主要应用于氖稳压管、氦氖激光器等器件的制造。

辉光放电原理和过程

辉光放电可在封闭的容器内放置两个平行的电极板，利用产生的电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量。

辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段，放电的整个通道由不同亮度的区间组成，即由阴极表面开始，依次为：①阿斯通暗区；②阴极光层；③阴极暗区(克鲁克斯暗区)；④负辉光区；⑤法拉第暗区；⑥正柱区;⑦阳极暗区;⑧阳极光层。

其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所造成的结果，与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关，这些都可以从放电理论上作出解释。辉光放电时，在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷，因而形成明显的电位降落，分别称为阴极压降和阳极压降。阴极压降又是电极间电位降落的主要成分，在正常辉光放电时，两极间的电压不随电流变化，即具有稳压的特性。

辉光放电时，在放电管两极电场的作用下，电子和正离子分别向阳极、阴极运动，并堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征，而且在正常辉光放电时，两极间电压不随电流变化。

在阴极附近，二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气体分子电离或激发的动能，所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区，电子已获得足够的能量碰撞气体分子，使之电离或激发发光。其余暗区和辉区的形成也主要取决于电子到达该区的动能以及气体的压强（电子与气体分子的非弹性碰撞会失去动能）。

辉光放电和弧光放电

气体放电管由关断到导通要紧过两个过程，其一是辉光放电，其二是弧光放电。

在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电，便是辉光放电；

呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。无论在稀薄气体、金属蒸气或大气中，当电源功率较大，能提供足够大的电流（几安到几十安），使气体击穿，发出强烈光辉，产生高温（几千到上万度），这种气体自持放电的形式就是弧光放电。

辉光放电一般是电极表面的金属离子在电场中运动形成，而弧光放电是气体被电离后形成。

辉光放电条件

低压气体放电是辉光放电的基本原理，而创造低压环境在操作上比较复杂，成本上也非常高昂，所以研究发现大气压能够进行辉光放电的条件在提高工作效率上有很重要的意义。大气压放电不仅要保证其顺利进行，更要保证射频的均匀性。

惰性气体氩气在没有介质的铜电极作用下发生辉光放电，随着时间推移，电机温度升高导致辉光放电现象消失，可见这种电极有一定的局限性。有实验证明需要在裸电极上加入一些阻挡介质例如石英片可以阻止这种情况的发生。将惰性气体换成非惰性气体，则不会产生稳定的辉光放电现象，可见惰性气体则是必要条件。放电功率需要持续增加才能维持放电的现象不断发生，否则因为能量的消耗会使这类现象逐渐减弱直至消失。

由此可见稳定辉光放电需要的条件有电压、电极、阻挡介质还有惰性气体等，它们需要在一定程度上合适搭配才能保证放电现象顺利进行。有了稳定的辉光放电，就会产生稳定的离子源，这对于后续的检测分析有着重要的影响。

目前来说，辉光放电只能在低气压条件下进行，但对于常压下能够进行辉光放电的研究此起彼伏，为了降低成本，提高各项实验的效率，也是为了证明气体放电存在的意义，将实验中证明的结论应用到生产中显得非常迫切。

一些报道中已经出现常压辉光放电的应用，这种放电方式稳定、应用范围广、可用放电气体也得到了丰富，这种技术在生产过程中逐步成熟起来。代替氦气的气体出现降低了成本，同时避免环境污染，有机气体的应用将成为不可阻挡的趋势，为辉光放电提供放电气体。 

辉光放电应用

辉光放电的主要应用是利用其发光效应（如霓虹灯、日光灯）以及正常辉光放电的稳压效应（如氖稳压管）。 利用辉光放电的正柱区产生激光的特性，制做氦氖激光器。

近年来，辉光放电在污水处理、灭菌消毒、聚合物材料表面改性、分析仪器离子源等方面也多有应用。

由于其特点，辉光发电应用于发射光谱分析，用作气体分析和难激发元素分析的激发光源。在玻璃管两端各接一平板电极，充入惰性气体，加数百伏直流电压，管内便产生辉光放电，其电流为10-4～10-2A。放电形式与气体性质、压力、放电管尺寸、电极材料、形状和距离有关。利用其在发射光谱中的应用，可以检测铅的浓度等。

2018-06-28 4664 热门标签： 细孔放电原理_细孔放电加工操作流程电鳗为什么会放电_电鳗放电原理电弧放电原理和特点_如何防止电弧放电脉冲放电_脉冲放电是什么_脉冲放电杀菌应用 上一篇 下一篇