重復(fù)頻率納秒脈沖氣體擊穿研究.pdf

1、納秒脈沖、高場強等極端條件下電介質(zhì)擊穿特性的研究越來越受到關(guān)注，納秒脈沖氣體放電研究源于脈沖功率技術(shù)迅速發(fā)展的需求，目前國內(nèi)外研究較少涉及。高壓納秒重復(fù)頻率脈沖氣體擊穿特性研究工作推動氣體放電研究領(lǐng)域的完善和發(fā)展，具有重要的理論和實際意義。
　　 基于一套使用半導(dǎo)體斷路開關(guān)，輸出最高幅值到-200kV，脈沖上升沿10ns，半高寬20-30ns，最高重復(fù)頻率到2kHz的脈沖發(fā)生器，設(shè)計并建立了實驗腔系統(tǒng)及相應(yīng)的測量平臺。確定施加電

2、壓、放電電流、場強、擊穿時延、重頻耐受時間及脈沖擊穿個數(shù)等測量參數(shù)。以干燥空氣及氮氣為研究對象，在0.5-2cm的板一板間隙和0.5-3cm的尖一板間隙，60、80、100、120kV的施加電壓，單次到最高1kHz的重復(fù)脈沖等條件下，對氣體擊穿特性的進行了較全面實驗研究。實驗結(jié)果表明在板一板電極結(jié)構(gòu)的電場中，重復(fù)頻率條件下的擊穿場強比單次脈沖明顯降低，高重復(fù)頻率時擊穿場強趨向于直流的擊穿場強；重復(fù)頻率納秒脈沖下尖一板電極結(jié)構(gòu)的極性效應(yīng)明

3、顯弱化；得到氣體密度、時延及擊穿場強的變化規(guī)律，提出修正經(jīng)驗公式。
　　 Townsend機理和經(jīng)典流注機理在解釋納秒脈沖擊穿均存在一定的缺陷，基于高能快電子的逃逸發(fā)展將是一種能解釋納秒脈沖擊穿現(xiàn)象的機理。在分析快電子的產(chǎn)生、逃逸發(fā)展、碰撞電離等過程的基礎(chǔ)上，對快電子的俘獲、逃逸過程進行了仿真計算。記憶效應(yīng)從有效初始電子的產(chǎn)生到對流注的影響均進行了定性的分析。研究表明外加場強越高，逃逸的能量閾值越低，氣壓與場強都顯著影響快電子的