
【電】 glowpotential
輝光放電電位(Glow Discharge Electric Potential)是氣體放電現象中的關鍵參數,指在低氣壓氣體中維持穩定輝光放電所需的電壓差值。該現象發生在兩個電極之間,當外加電壓達到氣體電離阈值時,氣體分子被電離形成等離子體,同時伴隨可見的輝光層。其電位值受氣體種類、壓強、電極材料及間距等因素影響。
從物理機制看,輝光放電電位的形成涉及電子雪崩效應:初始自由電子在電場加速下與氣體分子碰撞,産生二次電子和離子,最終形成自持放電。根據帕邢定律(Paschen's Law),擊穿電壓與氣體壓強和電極間距乘積(pd)呈非線性關系,數學表達式為:
$$
V_b = frac{B cdot pd}{ln(A cdot pd) - ln(ln(1 + 1/gamma))}
$$
其中A、B為氣體特性常數,γ為二次電子發射系數。
該參數在工業應用中具有重要價值,例如等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)設備中,輝光放電電位直接影響薄膜沉積速率與均勻性。美國國家标準技術研究院(NIST)的研究表明,氩氣環境下的典型輝光放電電位範圍為300-500 V,具體數值可通過朗缪爾探針法精确測定。
輝光放電電位是指在輝光放電過程中,氣體中形成的特定電位分布,尤其是陰極附近顯著的電壓降(陰極位降)。以下是綜合多個來源的解釋:
輝光放電是低壓氣體中的自持放電現象,其電位分布由空間電荷效應主導。陰極位降是輝光放電的核心特征,指陰極表面附近因正離子堆積形成的強電場區域,通常占放電電壓的主要部分(約70%-95%)。
輝光放電管中從陰極到陽極的電位分布包括多個區域(如阿斯通暗區、陰極暗區、負輝光區等),其中陰極暗區的電位梯度最大,形成主要電壓降。正柱區電位梯度較小,主要維持電流傳輸。
陰極位降的穩定性使輝光放電可用于穩壓器件(如氖穩壓管),而反常輝光放電的高電場特性則用于等離子清洗設備中的表面處理。
如需更詳細技術參數(如不同氣體的電位值範圍),可參考物理學教材或專業文獻。
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