來源：鹽城創(chuàng)鼎靜電科技有限公司 作者：創(chuàng)鼎靜電科技

輝光放電（glow discharge）是指低壓氣體中顯示輝光的氣體放電現(xiàn)象，即是稀薄氣體中的自持放電（自激導(dǎo)電）現(xiàn)象。由法拉第第一個發(fā)現(xiàn)。它包括亞正常輝光和反常輝光兩個過渡階段。輝光放電主要應(yīng)用于氖穩(wěn)壓管、氦氖激光器等器件的制造。

原理：

輝光放電是種低氣壓放電(Low pressure discharge)現(xiàn)象,工作壓力一般都低于10 mbar,其基本構(gòu)造是在封閉的容器內(nèi)放置兩個平行的電極板,利用產(chǎn)生的電子將中性原子或分子激發(fā),而被激發(fā)的粒子由激發(fā)態(tài)降回基態(tài)時會以光的形式釋放出能量。

放電狀態(tài)：

輝光放電有亞正常輝光和反常輝光兩個過渡階段，放電的整個通道由不同亮度的區(qū)間組成，即由陰極表面開始，依次為：阿斯通暗區(qū)；陰極光層；陰極暗區(qū)(克魯克斯暗區(qū))；負輝光區(qū)；

法拉第暗區(qū)；正柱區(qū);陽極暗區(qū);陽極光層。其中以負輝光區(qū)、法拉第暗區(qū)和正柱區(qū)為主體。這些光區(qū)是空間電離過程及電荷分布所造成的結(jié)果，與氣體類別、氣體壓力、電極材料等因素有關(guān)，這些都可以從放電理論上作出解釋。輝光放電時，在兩個電極附近聚集了較多的異號空間電荷，因而形成明顯的電位降落，分別稱為陰極壓降和陽極壓降。陰極壓降又是電極間電位降落的主要成分，在正常輝光放電時，兩極間的電壓不隨電流變化，即具有穩(wěn)壓的特性。

輝光放電時，在放電管兩極電場的作用下，電子和正離子分別向陽極、陰極運動，并堆積在兩極附近形成空間電荷區(qū)。因正離子的漂移速度遠小于電子，故正離子空間電荷區(qū)的電荷密度比電子空間電荷區(qū)大得多，使得整個極間電壓幾乎全部集中在陰極附近的狹窄區(qū)域內(nèi)。這是輝光放電的顯著特征，而且在正常輝光放電時，兩極間電壓不隨電流變化。

簡單的輝光放電示意圖

在陰極附近，二次電子發(fā)射產(chǎn)生的電子在較短距離內(nèi)尚未得到足夠的能使氣體分子電離或激發(fā)的動能，所以緊接陰極的區(qū)域不發(fā)光。而在陰極輝區(qū)，電子已獲得足夠的能量碰撞氣體分子，使之電離或激發(fā)發(fā)光。其余暗區(qū)和輝區(qū)的形成也主要取決于電子到達該區(qū)的動能以及氣體的壓強（電子與氣體分子的非彈性碰撞會失去動能）。

1831~1835年,M.法拉第在研究低氣壓放電時發(fā)現(xiàn)輝光放電現(xiàn)象和法拉第暗區(qū)。1858年,J.普呂克爾在1/100托下研究輝光放電時發(fā)現(xiàn)了陰極射線，成為19世紀末粒子輻射和原子物理研究的先驅(qū)。由于大氣壓輝光放電技術(shù)目前雖有報道但技術(shù)還不成熟，沒有見到可用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備。而次大氣壓輝光放電技術(shù)則已經(jīng)成熟并被應(yīng)用于工業(yè)化的生產(chǎn)中。次大氣壓輝光放電可以處理各種材料，成本低、處理的時間短、加入各種氣體的氣氛含量高、功率密度大、處理效率高。可應(yīng)用于表面聚合、表面接枝、金屬滲氮、冶金、表面催化、化學(xué)合成及各種粉、粒、片材料的表面改性和紡織品的表面處理。次大氣壓下輝光放電的視覺特征呈現(xiàn)均勻的霧狀放電；放電時電極兩端的電壓低而功率密度大；處理紡織品和碳纖維等材料時不會出現(xiàn)擊穿和燃燒并且處理溫度接近室溫。次大氣壓輝光放電技術(shù)目前可用于低溫材料、生物材料、異型材料的表面親水處理和表面接枝、表面聚合、金屬滲氮、冶金、表面催化、化學(xué)合成等工藝。由于是在次大氣壓條件下的輝光放電，處理環(huán)境的氣氛濃度高，電子和離子的能量可達10eV以上。材料批處理的效率要高于低氣壓輝光放電10倍以上。 可處理金屬、非金屬、（碳）

纖維、金屬纖維、微粒、粉末等。

應(yīng)用領(lǐng)域：

輝光放電的主要應(yīng)用是利用其發(fā)光效應(yīng)（如霓虹燈、日光燈）以及正常輝光放電的穩(wěn)壓效應(yīng)（如氖穩(wěn)壓管）。 利用輝光放電的正柱區(qū)產(chǎn)生激光的特性，制做氦氖激光器。

近年來，輝光放電在污水處理、滅菌消毒、聚合物材料表面改性、分析儀器離子源等方面也多有應(yīng)用。創(chuàng)鼎靜電涂油的吸附端鋸齒表面和空氣中高壓時也會產(chǎn)生輝光現(xiàn)象。 

由于其特點，輝光發(fā)電應(yīng)用于發(fā)射光譜分析，用作氣體分析和難激發(fā)元素分析的激發(fā)光源。在玻璃管兩端各接一平板電極，充入惰性氣體，加數(shù)百伏直流電壓，管內(nèi)便產(chǎn)生輝光放電，其電流為10-4～10-2A。放電形式與氣體性質(zhì)、壓力、放電管尺寸、電極材料、形狀和距離有關(guān)。利用其在發(fā)射光譜中的應(yīng)用，可以檢測鉛的濃度等。

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