微波放电及合成氨的研究
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2024-09-13
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年第 期
微 波 放电及 合 成 氨 的研究
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、摘耍 本文 对微 波放电机理作了比较详细介绍,导出了高频场自持着火条件,并测出
了几种气体着火与熄弧曲线,在此基础上 ,对三种不 同激励形式的放电腔进行合成氨的
研究 ,测 出了合成氨与几种物理量关系曲线
关键词微波放电合成氮,火 熄 灭
一、高频场下的电子运动及粉火条件
在直 流 电场 作 用下,电子不断地从直流电场 中得到 能量,在电场 方 向 形成 迁 移电流,而
得到的能量在碰 撞 及 扩 散 到 管壁 时 而 损耗掉,在交变 电场作用下,当交变电场 频率比碰撞频
率小时,电子 运 动 情况与直流场 相 近似 ,在一个周期 内 ,电子 的漂 移 电流 与电场同相 ,若交
变场采用 均 方根值 ,那末能量传递与直 流 场完全 一样。当频率大 于 碰 撞频率时,电 子 漂移
电流不再与电场同相 ,电子 的惯 性引起了异相分量,电子只作与 电场异相振荡,在时 间平均
值上,没有能量传递 ,只有通过有效场概念,才 能考虑 能量传递效率 。所谓 有效场,就是 根
据气体中电子 速 度分布函数,把高频场折算为直流场,这样就可以 用直流放电所积 累起来 的
大量资料 。
有效场 为
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收稿日期一一南京市
式 中
。了,—有效 电场
。—高频场 幅值
“—
・高频场 角频率
,—
电子 与气 体分子 碰 撞频率
在高频场中,由于 电子在电极 表 面消失过 程 中可 以忽略。电子 向器 壁扩 散,在器 壁 表 面
形成负电荷层,吸引正 离 子而中和,这是 电子 消失 的主 要过程,当然,这是一 个 动态平衡过
当电子碰撞产生新的放电,离子 速 度与各种新消电离过 程 ,电子离子消失的速 度相等
此时就是 着火条 件 。
从分子运动论可知,电子扩散电流密度为
一。。
程
时
式 中
。—双极性扩 散 系数
”‘—电子浓度
如 果单位时’
体积 产生新的 电子 数为,,。,,为净电离率,那末 由连续方程 可得
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当平衡时,枷冼,即
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高频电场 中,电子 消 失主要决定于扩散,因此 ,放电腔 的几何形状对 着火过程 有密切 关
系,所以引人特征 扩 散长度,以示高频击穿与放电装置尺寸 关 系。对于轴对称圆柱 系统,
式变为
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当圆柱半径为,两端面距离为己时,用分禽变量法及 边 界条件得
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这 就是圆柱 系统 的特征扩散长度 ,有了等效电场与特征扩 散长度的概念,可以利用直流
放电处 理方法,建 立高频放电着火 关 系式 。
电子 在高频场 中的漂移速度。。 、 电离 碰 撞频率
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,及双极性扩 散 系数 。如 下
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