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活性成分添加对氮气滑动弧放电模式及特性的影响

       滑动弧放电在能源环境及材料处理等领域有着广泛的应用，研究表明，反应器电极结构、气体流速和气体种类是影响滑动弧放电用于不同反应物处理的重要因素，为指导实际应用中滑动弧电极结构和运行参数优化及实际应用效果提升，本文通过电学和光学特性等分析手段，采集并获得了在氮气滑动弧中添加不同种类活性成分（二氧化碳，水蒸气和氧气）及其体积占比的放电信号和放电图像，系统研究了不同运行条件下交流滑动弧放电的放电模式、伏安特性、光谱特性及电弧运动特性。研究结果表明：氮气交流滑动弧在整个放电过程中存在稳定滑动和击穿伴随滑动两种模式，两者的电信号特征和电弧运动特征存在显著差异。稳定滑动模式下的平均放电功率和滑动周期都高于击穿伴随滑动模式，且在稳定滑动模式下能产生较大的电弧弧长和弧高；交流滑动弧的发射光谱强度也和滑动弧放电模式直接相关，稳定滑动模式下的光谱强度高于击穿伴随滑动模式的光谱强度，有利于促进化学反应的进行。此外，在氮气滑动弧等离子体中引入二氧化碳和氧气会产生新的活性物质，如CO和O原子等，但氮气激发态活性粒子的强度会随第二气氛的引入而降低，且滑动弧等离子体区域变小，放电逐渐趋于不稳定模式。引入水蒸气后，有利于滑动弧向稳定滑动模式发展，但随着水蒸气含量的增大，滑动弧放电有先提升后抑制的作用。