低温气体放电现象的数值研究论文

气体放电是指气体介质在足够的电场强度下，其内部的自由电子可以在自由程内获得足够的能量，引起中性气体分子电离的现象。从宏观上说，就是电流直接通过气体，同时发出火花、弧光或辉光的放电现象。 自由程概念请见这里 气体放电分为火花放电、电晕放电、弧光放电和辉光放电等几种。如果你需要知道其中某种的知识细节，请追问。

雷棣雷棣，现任国家联合会情报员。他的父亲雷润民曾是联合国维和部队的一名军事观察员，在一次执行任务时牺牲；1996年8月雷棣曾亲笔致信给时任联合国秘书长加利。雷棣坚强、热爱世界和平的信念感动着每一个人。中文名雷棣国籍中国出生地广东出生日期1985年职业国家联合会情报员家庭成员 听语音父亲雷润民[1]，海湾战争后，联合国驻伊拉克－科威特军事观察员。1994年在伊拉克边境因车祸牺牲。2003年被联合国追授达格·哈马舍尔德勋章。主要作品 听语音写给联合国秘书长的一封信敬爱的联合国秘书长加利先生：您好！我们虽然没有见过面，我和妈妈却接到过您的问候。两年以前，我亲爱的爸爸作为联合国的一名军事观察员，在执行维护和平的行动中壮烈牺牲，您给予了他高度评价，赞扬他是“一名卓越的观察员，在执行联合国维和行动中体现了人道与公正素质”。对此，我和妈妈向您表示深深的谢意。两年多来，我们全家沉浸在失去亲人的巨大悲痛中，我至今都忘不了，爸爸临上飞机前对我和妈妈那深情的目光。他说：“孩子，等爸爸回来，我一定送你一顶‘蓝盔’。”我们与妈妈相约，等爸爸凯旋的那一天，我们要带着最美的鲜花迎接他。现在这顶蓝盔回来了，但它是钉在爸爸的灵柩上回来的。我们如约捧着鲜花，接到的却是爸爸那覆盖着国旗的遗体。鲜血染红了他的征衣，腕上的手表浸满了凝固的血。爸爸的嘴张着，仿佛在呼唤着什么。啊！我听见了，妈妈听见了，在场的叔叔阿姨听见了，全世界都听见了，他呼唤的是“和平！和平！和平！”我的爸爸精通四国语言，是一位出色的经济学硕士，本来他应该为人类作出更大的贡献，却被战争夺去了宝贵的生命。他的死是光荣的。他是为和平而倒下的，他倒在了维护世界和平的圣坛上。今天，我要向爸爸献上一束最美的鲜花，因为他是保卫世界和平的光荣战士。五十一年前，全世界人民用生命和鲜血赢得了反法西斯战争的胜利。但是五十一年后的今天，和平之神并没有永驻人间。今天，我们中国孩子虽然生活在和平环境中，但是世界并不太平，不少地区还弥漫着战争的硝烟，罪恶的子弹还威胁着娇嫩的“和平之花”。我们一定要像爸爸那样热爱和平，勇敢地用自己的生命保卫和平。敬爱的加利先生，在此，我代表我的家庭，代表所有的中国孩子，通过您向整个国际社会呼吁：“救救孩子们，要和平不要战争！”为了母亲不再失去儿子，为了妻子不再失去丈夫，为了孩子不再失去父亲，全世界应该一致行动起来，维护和平，制止战争！让二十一世纪那已经能够听到的脚步声为战争敲响丧钟，让明天的世界真正成为充满阳光，鲜花和爱的人类家园！祝加利先生身体健康。1996年8月失去父亲的孩子《企盼世界和平的孩子》1996年11月，在第八届国际科学与和平周的开幕式上，一个中国男孩宣读了他写给联合国秘书长的一封信：“两年多来，我们全家人沉浸在失去亲人的巨大悲痛中。我至今都忘不了，爸爸临上飞机前对我和妈妈那深情的回眸。他对我说：‘孩子，等爸爸回来，一定送你一顶蓝盔。’我和妈妈相约，等爸爸凯旋那天，我们要带着最美的鲜花去迎接他。”这个孩子叫雷棣，他的父亲雷润民——联合国维和部队的一名军事观察员，两年前在中东执行任务时牺牲了。得知父亲牺牲的消息后，雷棣非常悲伤，发高烧一连几天不退。妈妈望着沉默的儿子，忍着巨大的悲痛说：“记住，孩子，你爸爸是为维护和平牺牲的。他是保卫世界和平的光荣战士。”雷棣一头扑进妈妈的怀里，泣不成声地说：“妈妈，我会记住的。”他和妈妈把爸爸的骨灰盒拿回来，放在爸爸生前读书的写字台上，那顶象征和平的蓝盔搁置在骨灰盒上。书桌上照片里的爸爸一如往日，用平静而深情的目光望着他。从此，雷棣好像一下子长大了。像许多孩子一样，雷棣原来也很淘气。爸爸不在了，雷棣却变得懂事了。晚上，他会悄悄为妈妈掖被角，看到妈妈不舒服，会再三叮嘱妈妈去医院。他非常关心国际政治，注意中央电视台播放的国际新闻，特别是看到那些妇女儿童在战乱中受伤害的情景，他情绪十分激动。他知道爸爸是为了保护这些妇女儿童牺牲的，他知道世界上还有许多地方的人民在饱受战争的苦难。他下决心要像爸爸那样，热爱和平，勇敢地用自己的生命保卫和平。他还知道，要继承爸爸的事业，必须有丰富的知识，为此他发奋学习。他在数学竞赛中取得了名次，他的作文获得了奖、登了报，他利用业余时间通读了《资治通鉴》《二十四史》。爸爸精通四种外语，所以能胜任联合国复杂的维和工作。雷棣从小就注意学习外语，爸爸牺牲以后，他更加努力，初二时，英语已达到大学二年级的水平。每当站在爸爸的遗像前，雷棣都感觉爸爸在和他说话，往事一件件地浮现在眼前。记得一次在和小朋友玩扑克牌输了之后，爸爸对他说：“记住，没有人总会让着你的，一定要靠自己的努力去赢得成功。”爸爸牺牲以后，很多人非常关心他，假期里邀他和妈妈免费旅行，或送电影票、演出票。雷棣一一谢绝了。他说：“我和妈妈没做什么，我们不能凭爸爸的名义享受照顾。”有一天，一位来自丹麦哥本哈根大学的教授在路上向雷棣问路，雷棣用熟练的英语为他指路。教授提出要到他家看看，雷棣和妈妈热情地接待了他。雷棣还为客人演奏了肖邦的钢琴曲。教授得知雷棣的父亲在维和行动中牺牲了，对雷棣说：“我要邀请你去哥本哈根大学读书，费用全部由我们支付。”雷棣平静地回答：“我爸爸对我说过，‘记住，一定要靠自己的努力去赢得成功’。我要像爸爸那样，做一名出色的外交官。我会去哥本哈根，但我要凭自己的努力去。”教授激动极了，说：“你是一位优秀的中国男孩，我相信今后会在中国驻丹麦大使馆里见到你。”雷棣正在成长，一个企盼为世界和平做贡献的孩子正在奋发努力。雷棣希望自己长大以后像爸爸那样优秀，像妈妈那样坚强。他说：“我一定要去完成爸爸未竟的事业。”

雷棣，现任国家联合会情报员。他的父亲雷润民曾是联合国维和部队的一名军事观察员，在一次执行任务时牺牲；1996年8月雷棣曾亲笔致信给时任联合国秘书长加利。雷棣坚强、热爱世界和平的信念感动着每一个人。中文名雷棣国籍中国出生地广东出生日期1985年职业国家联合会情报员家庭成员 听语音父亲雷润民[1]，海湾战争后，联合国驻伊拉克－科威特军事观察员。1994年在伊拉克边境因车祸牺牲。2003年被联合国追授达格·哈马舍尔德勋章。主要作品 听语音写给联合国秘书长的一封信敬爱的联合国秘书长加利先生：您好！我们虽然没有见过面，我和妈妈却接到过您的问候。两年以前，我亲爱的爸爸作为联合国的一名军事观察员，在执行维护和平的行动中壮烈牺牲，您给予了他高度评价，赞扬他是“一名卓越的观察员，在执行联合国维和行动中体现了人道与公正素质”。对此，我和妈妈向您表示深深的谢意。两年多来，我们全家沉浸在失去亲人的巨大悲痛中，我至今都忘不了，爸爸临上飞机前对我和妈妈那深情的目光。他说：“孩子，等爸爸回来，我一定送你一顶‘蓝盔’。”我们与妈妈相约，等爸爸凯旋的那一天，我们要带着最美的鲜花迎接他。现在这顶蓝盔回来了，但它是钉在爸爸的灵柩上回来的。我们如约捧着鲜花，接到的却是爸爸那覆盖着国旗的遗体。鲜血染红了他的征衣，腕上的手表浸满了凝固的血。爸爸的嘴张着，仿佛在呼唤着什么。啊！我听见了，妈妈听见了，在场的叔叔阿姨听见了，全世界都听见了，他呼唤的是“和平！和平！和平！”我的爸爸精通四国语言，是一位出色的经济学硕士，本来他应该为人类作出更大的贡献，却被战争夺去了宝贵的生命。他的死是光荣的。他是为和平而倒下的，他倒在了维护世界和平的圣坛上。今天，我要向爸爸献上一束最美的鲜花，因为他是保卫世界和平的光荣战士。五十一年前，全世界人民用生命和鲜血赢得了反法西斯战争的胜利。但是五十一年后的今天，和平之神并没有永驻人间。今天，我们中国孩子虽然生活在和平环境中，但是世界并不太平，不少地区还弥漫着战争的硝烟，罪恶的子弹还威胁着娇嫩的“和平之花”。我们一定要像爸爸那样热爱和平，勇敢地用自己的生命保卫和平。敬爱的加利先生，在此，我代表我的家庭，代表所有的中国孩子，通过您向整个国际社会呼吁：“救救孩子们，要和平不要战争！”为了母亲不再失去儿子，为了妻子不再失去丈夫，为了孩子不再失去父亲，全世界应该一致行动起来，维护和平，制止战争！让二十一世纪那已经能够听到的脚步声为战争敲响丧钟，让明天的世界真正成为充满阳光，鲜花和爱的人类家园！祝加利先生身体健康。1996年8月失去父亲的孩子《企盼世界和平的孩子》1996年11月，在第八届国际科学与和平周的开幕式上，一个中国男孩宣读了他写给联合国秘书长的一封信：“两年多来，我们全家人沉浸在失去亲人的巨大悲痛中。我至今都忘不了，爸爸临上飞机前对我和妈妈那深情的回眸。他对我说：‘孩子，等爸爸回来，一定送你一顶蓝盔。’我和妈妈相约，等爸爸凯旋那天，我们要带着最美的鲜花去迎接他。”这个孩子叫雷棣，他的父亲雷润民——联合国维和部队的一名军事观察员，两年前在中东执行任务时牺牲了。得知父亲牺牲的消息后，雷棣非常悲伤，发高烧一连几天不退。妈妈望着沉默的儿子，忍着巨大的悲痛说：“记住，孩子，你爸爸是为维护和平牺牲的。他是保卫世界和平的光荣战士。”雷棣一头扑进妈妈的怀里，泣不成声地说：“妈妈，我会记住的。”他和妈妈把爸爸的骨灰盒拿回来，放在爸爸生前读书的写字台上，那顶象征和平的蓝盔搁置在骨灰盒上。书桌上照片里的爸爸一如往日，用平静而深情的目光望着他。从此，雷棣好像一下子长大了。像许多孩子一样，雷棣原来也很淘气。爸爸不在了，雷棣却变得懂事了。晚上，他会悄悄为妈妈掖被角，看到妈妈不舒服，会再三叮嘱妈妈去医院。他非常关心国际政治，注意中央电视台播放的国际新闻，特别是看到那些妇女儿童在战乱中受伤害的情景，他情绪十分激动。他知道爸爸是为了保护这些妇女儿童牺牲的，他知道世界上还有许多地方的人民在饱受战争的苦难。他下决心要像爸爸那样，热爱和平，勇敢地用自己的生命保卫和平。他还知道，要继承爸爸的事业，必须有丰富的知识，为此他发奋学习。他在数学竞赛中取得了名次，他的作文获得了奖、登了报，他利用业余时间通读了《资治通鉴》《二十四史》。爸爸精通四种外语，所以能胜任联合国复杂的维和工作。雷棣从小就注意学习外语，爸爸牺牲以后，他更加努力，初二时，英语已达到大学二年级的水平。每当站在爸爸的遗像前，雷棣都感觉爸爸在和他说话，往事一件件地浮现在眼前。记得一次在和小朋友玩扑克牌输了之后，爸爸对他说：“记住，没有人总会让着你的，一定要靠自己的努力去赢得成功。”爸爸牺牲以后，很多人非常关心他，假期里邀他和妈妈免费旅行，或送电影票、演出票。雷棣一一谢绝了。他说：“我和妈妈没做什么，我们不能凭爸爸的名义享受照顾。”有一天，一位来自丹麦哥本哈根大学的教授在路上向雷棣问路，雷棣用熟练的英语为他指路。教授提出要到他家看看，雷棣和妈妈热情地接待了他。雷棣还为客人演奏了肖邦的钢琴曲。教授得知雷棣的父亲在维和行动中牺牲了，对雷棣说：“我要邀请你去哥本哈根大学读书，费用全部由我们支付。”雷棣平静地回答：“我爸爸对我说过，‘记住，一定要靠自己的努力去赢得成功’。我要像爸爸那样，做一名出色的外交官。我会去哥本哈根，但我要凭自己的努力去。”教授激动极了，说：“你是一位优秀的中国男孩，我相信今后会在中国驻丹麦大使馆里见到你。”雷棣正在成长，一个企盼为世界和平做贡献的孩子正在奋发努力。雷棣希望自己长大以后像爸爸那样优秀，像妈妈那样坚强。他说：“我一定要去完成爸爸未竟的事业。”

气体放电中的扩散现像指带电质点从浓度较大的区域扩散到浓度较小的区域，从而使带电质点在空间各处的浓度趋于均匀的过程。带电质点的扩散是由杂乱的热运动造成的，而不是由同号电荷的电场斥力造成的。因为即使在很大的浓度下，离子之间的距离仍大到静电力起不到什么作用的程度。电子的直径比离子的直径小很多，在运动中受到的碰撞也比离子少得多，故电子的扩散比离子的扩散快得多。

雷利父亲精通四国语言，是一位经济学硕士，在一次维和行动中壮烈牺牲，雷利在致联合国秘书长加利先生的信中，赞扬他爸爸是"保卫世界和平的光荣战士"。

干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压，气体在强电场作用下，少量初始带电粒子与气体原子（或分子）相互碰撞，当碰撞能量足够大时，会使束缚电子脱离气体原子而成为自由电子。逸出电子后的原子成为正离子，使气体中的带电粒子增殖，这时有电流通过气体，这个现象称为气体放电。 气体放电有多种多样的形式。主要的形式有辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、介质阻挡放电等。辉光放电 低压气体中显示辉光的气体放电(空气中的电子大概在1000对/cm3,由于高压放电现象在低气压状态下会产生辉光现象）现象，即是稀薄气体中的自激导电现象。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。辉光放电的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。 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）。电弧放电 两个电极在一定电压下由气态带电粒子，如电子或离子，维持导电的现象。激发试样产生光谱。电弧放电主要发射原子谱线，是发射光谱分析常用的激发光源。通常分为直流电弧放电和交流电弧放电两种。 气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几十安）,并发出强烈的光辉,产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电。电弧是一种常见的热等离子体。 电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。电弧的重要特点是电流增大时,极间电压下降,弧柱电位梯度也低，每厘米长电弧电压降通常不过几百伏，有时在1伏以下。弧柱的电流密度很高,每平方厘米可达几千安，极斑上的电流密度更高。 电弧放电可分为 3个区域：阴极区、弧柱和阳极区。其导电的机理是：阴极依靠场致电子发射和热电子发射效应发射电子；弧柱依靠其中粒子热运动相互碰撞产生自由电子及正离子，呈现导电性，这种电离过程称为热电离；阳极起收集电子等作用，对电弧过程影响常较小。在弧柱中，与热电离作用相反，电子与正离子会因复合而成为中性粒子或扩散到弧柱外，这一现象称为去电离。在稳定电弧放电中，电离速度与去电离速度相同，形成电离平衡。此时弧柱中的平衡状态可用萨哈公式描述。 能量平衡是描述电弧放电现象的又一重要定律。能量的产生是电弧的焦耳热，能量的发散则通过辐射、对流和传导三种途径。改变散热条件可使电弧参数改变，并影响放电的稳定性。 电弧通常可分为长弧和短弧两类。长弧中弧柱起重要作用。短弧长度在几毫米以下，阴极区和阳极区起主要作用。 根据电弧所处的介质不同又分为气中电弧和真空电弧两种。液体(油或水)中的电弧实际在气泡中放电，也属于气中电弧。真空电弧实际是在稀薄的电极材料蒸气中放电。这二种电弧的特性有较大差别。 电弧是一束高温电离气体， 在外力作用下， 如气流，外界磁场甚至电弧本身产生的磁场作用下会迅速移动（每秒可达几百米），拉长、卷曲形成十分复杂的形状。电弧在电极上的孳生点也会快速移动或跳动。 在电力系统中，开关分断电路时会出现电弧放电。由于电弧弧柱的电位梯度小，如大气中几百安以上电弧电位梯度只有15伏/厘米左右。在大气中开关分断100千伏5安电路时，电弧长度超过7米。电流再大，电弧长度可达30米。因此要求高压开关能够迅速地在很小的封闭容器内使电弧熄灭，为此，专门设计出各种各样的灭弧室。灭弧室的基本类型有：①采用六氟化硫、真空和油等介质；②采用气吹、磁吹等方式快速从电弧中导出能量；③迅速拉长电弧等。直流电弧要比交流电弧难以熄灭。电晕放电 气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励 ，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到光亮 ，并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。 电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时 ，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。电晕电流这一现象是 . 特里切尔于1938年发现的 ，称为特里切尔脉冲。若电压继续升高，电晕电流的脉冲频率增加、幅值增大，转变为负辉光放电。电压再升高，出现负流注放电，因其形状又称羽状放电或称刷状放电。当负流注放电得以继续发展到对面电极时，即导致火花放电，使整个间隙击穿 。正极性电晕在尖端电极附近也分布着正离子，但不断被推斥向间隙空间，而电子则被吸进电极，同样形成重复脉冲式电晕电流。电压继续升高时，出现流注放电，并可导致间隙击穿。 工频交流电晕在正、负半周内其放电过程与直流正、负电晕基本相同。工频电晕电流与电压同相，反映出电晕功率损耗。工程应用中还常以外施电压与电晕电荷量的关系表示电晕特性，称为电晕的伏库特性。 架空输电线路导线电晕起始电场强度Es可由皮克公式计算： （千伏／厘米） 式中δ为空气相对密度，m为绞线系数,R为导线半径（厘米）。当δ=1、m＝、R＝厘米时,Es=千伏／厘米。实际上,导线表面状况如损伤、雨滴、附着物等,都会使电晕放电易于发生。火花放电 当高压电源的功率不太大时，高电压电极间的气体被击穿，出现闪光和爆裂声的气体放电现象。在通常气压下，当在曲率不太大的冷电极间加高电压时，若电源供给的功率不太大，就会出现火花放电，火花放电时，碰撞电离并不发生在电极间的整个区域内，只是沿着狭窄曲折的发光通道进行，并伴随爆裂声。由于气体击穿后突然由绝缘变为良导体，电流猛增，而电源功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。所以火花放电具有间隙性。雷电就是自然界中大规模的火花放电。介质阻挡放电 介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为10～10。电源频率可从50Hz至1MHz。电极结构的设计形式多种多样。在两个放电电极之间充满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。气体放电的影响因素：1）所加电压的幅值及波形，如直流电压、交流电压、脉冲电压(模拟雷闪)等。2）通过电流的大小，如计数管中的电流（微安级），冲击大电流（兆安级）。 3）所加电压的频率，如直流电压、工频电压等。4）气体的压力，从10-4帕的真空直至几兆帕的高气压。不同气压下，气体击穿的物理过程各异。5）电极形状，它决定电场的分布，众而影响带电粒子的运动。6）容器与电极材料，高气压与高真空的气体击穿会受电极材料及表面状态的影响。7）气体的性质，如负电性气体可以提高气体的击穿电压。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同。