大多数情况下,N-APPJ都是首先产生在介质管中,然后喷出到周围的空气中。等离子体在介质管内推进的过程可能会影响N-APPJ物理特性。更重要的是,在实际应用中,如果被处理的对象处在一个狭窄的通道后面,为了保证等离子体与被处理物体接触,则需要将介质管插入通道。此时,介质管有可能与周围的狭窄通道接触。这个狭窄通道可能是由具有一定电导率的物质构成。例如,在生物医学应用中,等离子体被认为是一种潜在的癌症治疗方法。如果肿瘤位于身体的内部,在使用N-APPJ治疗肿瘤时,等离子体射流的介质管就需要插入人体内,此时介质管外就是人体组织,而人体内部组织具有很好的导电性。因此,深入了解等离子体射流在被导电性材料包围的介质管中的推进行为对于等离子体的应用就显得非常重要。此时,处于介质管外的导体可以被当作一个悬浮电极。在等离子体领域,悬浮电极有时会被用来降低击穿电压[20~22]或增强放电[23~24],显然悬浮电极会对放电产生显著影响。本节将对介质管外导体对N-APPJ的推进过程的影响展开讨论。
这里采用如图2.6.1所示的实验装置研究了介质管外导体对射流在管内推进过程的影响[25]。石英玻璃管内径1mm,壁厚0.25mm。半径为100μm的不锈钢针插入石英管左端作为高压电极。石英管中段30mm长的区域被一层1 mm厚的生理盐水层覆盖。针尖与生理盐水层左端之间的距离为15mm。生理盐水层未与地或高压电源连接,而是处于悬浮状态。生理盐水层可以用来模拟介质管外的导体,如生物组织,同时又便于观察。为了尽量控制介质管内的气体不受周围空气扩散的影响,在介质管右端接一根3m长的硅胶管。当脉冲直流高压加载到高压电极上并通入1L/min的氦气,就会在介质管内产生N-APPJ。
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图2.6.1 放电装置示意图[25]
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