Theoretical and experimental investigation of the plasma source with argon RF barrier discharge at atmospheric pressure

Abstract

Glow characteristics of capacitive radio frequency discharge with isolated electrodes in atmospheric pressure argon in low-current α and high-current γ modes are determined experimentally and calculated by the hybrid hydro-dynamic model. Comparative analysis of obtained experimental data and simulated spatio-temporal distributions of concentrations of discharge plasma electrons and heavy species, mean energy of electrons in the RF barrier discharge enabled interpretation of the discharge structure peculiarities in low-current α, α-γ transition and high-current γ modes.

Характеристики емкостного высокочастотного разряда с изолированными электродами в аргоне атмосферного давления в слаботочном α- и сильноточном γ-режимах установлены експериментально и рассчитаны с помощью гибридной гидродинамической модели. Сравнительный анализ полученных экспериментальных данных и смоделированных пространственно-временных распределений концентраций электронов и тяжелых частиц, средней энергии электронов в ВЧ-барьерном разряде дал возможность интерпретировать особенности структуры разряда в слаботочном α, переходном α-γ и сильноточном γ-режимах разряда.

Характеристики ємнісного високочастотного розряду з ізольованими електродами в аргоні атмосферного тиску в слабкострумовому α- та сильнострумовому γ-режимах встановлено експериментально та розраховано за допомогою гібридної гідродинамічної моделі. Порівняльний аналіз одержаних експериментальних даних та змодельованих просторово-часових розподілів густин електронів та важких часток, середньої енергії електронів у ВЧ-бар’єрному розряді дав можливість інтерпретувати особливості структури розряду в слабкострумовому α, перехідному α-γ та сильнострумовому γ-режимах розряду.