大气压非平衡等离子体射流：管外导体影响

N-APPJ的照片如图2.6.2所示。从图2.6.2（a）可以看出，当管外覆盖了生理盐水层时，N-APPJ被分成三个部分，即紧靠高压电极的主等离子体、生理盐水覆盖区的暗区，以及生理盐水覆盖区右侧的二次等离子体射流。这三个部分的总长度比图2.6.2（b）中没有覆盖生理盐水层的等离子体射流长度短。由此可见，管外导体对射流有明显的抑制作用。有趣的是，主等离子体可以进入盐水覆盖区域约5 mm，而且可以在导体的下游形成二次等离子体射流。

为了进一步了解其电特性，使用高压探头和电流探头对其电压和放电电流进行测量。利用放电时测得的总电流减去不放电，即施加电压，不通入氦气时的位移电流，便可获得真正的放电电流。图2.6.3为等离子体在管外有生理盐水层时的放电电流和电压波形。

图2.6.2　N-APPJ的照片[25]

（a）介质管外放置生理盐水层；（b）介质管外无生理盐水层。脉冲电压幅值8kV，脉冲重复频率8kHz，脉宽1μs，氦气流速1L/min

图2.6.3　等离子体的电压和电流波形[25](www.xing528.com)

实验条件同图2.6.2（a）

为了了解等离子体射流在介质管外被生理盐水层覆盖时的推进过程，利用ICCD相机对介质管内等离子体推进过程进行拍摄，所得结果如图2.6.4所示。从图中可以看出，等离子体子弹在110ns时到达了生理盐水层覆盖的区域。随后，等离子体子弹开始逐渐减弱，最终在350ns时消失。直到415ns之前，整个管内保持黑暗状态。415ns时，在生理盐水层的右端产生二次等离子体子弹。需要注意的是，在不同的参数条件下，二次等离子体子弹也可能在主等离子体子弹消失之前产生。

图2.6.4　ICCD相机拍摄的介质管外有生理盐水层时放电推进动态过程[25]

曝光时间5ns，图上标注的时间与图2.6.3一致，放电参数与图2.6.2（a）相同

图2.6.5给出了无生理盐水层和有生理盐水层时不同位置处等离子体子弹的推进速度。结果表明，等离子体子弹在无生理盐水层覆盖的玻璃管内推进时，其速度随推进距离的增加而缓慢下降，针尖附近峰值速度达到1.6×105m/s。当管外有生理盐水层时，主等离子体子弹速度先增大，最高可达1.9×105m/s，然后在接近生理盐水层时迅速减速，进入生理盐水层覆盖区域数毫米后消失了。然后，在生理盐水层的右端产生二次等离子体子弹。二次等离子体子弹首先加速到5×104m/s，然后减速直至消失。