1.8.2.1. Plasma hồ quang [66]
Sự đánh thủng điện môi của khí tạo ra một sự phóng điện plasma bởi dòng điện đi qua một môi trường không dẫn điện như không khí là plasma hồ quang. Đặc điểm của plasma hồ quang là được hình thành ở điện thế thấp hơn plasma phát sáng nhờ vào sự phát xạ nhiệt của điện tử từ các điện cực tạo hồ quang.
1.8.2.2. Plasma phóng điện qua hàng rào điện môi (DBD) [70]
Sự phóng điện giữa hai điện cực được phân cách bởi một hàng rào điện môi cách điện là đặc trưng của plasma phóng điện qua hàng rào điện môi. Ban đầu được gọi là phóng điện thầm lặng (không nghe được) hay được gọi là phóng điện tạo ozone hoặc phóng điện cục bộ. Dạng plasma này lần đầu tiên được tìm ra bởi Ernst Werner von Siemens vào năm 1857.
1.8.2.3. Plasma phóng điện điện dung [80]
Đây là dạng plasma nguội tạo ra bởi các ứng dụng của năng lượng tần số cao (ví dụ 13,56 MHz) tới điện cực phóng và điện cực nối đất ở khoảng cách nhỏ khoảng 1 cm. Phóng điện thường sử dụng trong khí trơ như heli hoặc argon.
1.8.2.4. Plasma phóng điện quầng (corona discharge plasma) [69]
Dạng plasma lạnh được tạo ra bởi áp một điện thế cao vào một điện cực dạng nhọn là plasma phóng điện quầng. Nó thường được sử dụng trong thiết bị tạo ôzôn và thiết bị lắng đọng hạt. Về điện học, phóng điện quầng là một
dạng phóng điện gây ra bởi sự ion hóa của dòng lưu chất bao quanh một vật dẫn, nó là dạng phóng điện mạnh. Sự phóng điện này sẽ xảy ra khi có một điện trường đủ mạnh bao quanh vật dẫn để tạo ra một vùng dẫn, nhưng không đủ để đánh thủng hay tạo hồ quang tới cực đối. Nó thường có dạng phát sáng màu hơi xanh (hay dạng màu khác) trong không khí kề sát với điểm đặt vật dẫn kim loại mang điện thế lớn. Phóng điện quầng tự phát không mong muốn xảy ra sự thất thoát năng lượng ở hệ điện áp cao hay hóa chất có hoạt tính cao trong plasma quầng sẽ tạo ra các thành phần không mong muốn hoặc nguy hiểm như khí ô zôn. Phóng điện quầng có điều khiển được sử dụng nhiều trong quá trình lọc, in, và các quá trình khác. Phóng điện quầng là quá trình tạo ra bởi dòng điện từ một điện cực với điện thế cao vào môi trường trung tính thường là không khí do sự ion hóa môi trường đó và tạo ra plasma xung quanh điện cực. Các ion được tạo ra cuối cùng phóng vào khu vực có điện thế thấp hơn hoặc tái kết hợp phân tử khí trung tính. Khi điện trường đủ lớn ở một điểm trong lưu chất, thì lưu chất tại điểm đó ion hóa và trở nên dẫn điện . Nếu một vật tĩnh điện có dạng nhọn, độ lớn điện trường quanh điểm đó sẽ lớn hơn nhiều so với các vùng khác. Không khí gần điện cực bị ion hóa (dẫn điện một phần), trong khi các vùng khác không dẫn điện. Khi không khí ở gần điểm điện cực nhọn trở nên dẫn điện, nó có ảnh hưởng tới việc tăng kích thước vùng dẫn. Khi vùng dẫn mới được hình thành, sự ion hóa có thể không mở rộng qua khỏi vùng này. Bên ngoài vùng này, các hạt mang điện khó khăn tìm được đường để phóng điện vào điện cực đối trung tính.
Nếu hình dạng và đường dốc của vùng ion hóa tiếp tục mở rộng tới khi vươn tới vật dẫn khác ở điện thế thấp hơn, một đường dẫn điện trở thấp giữa hai điện cực được tạo ra, kết quả là tạo ra một hồ quang.
Phóng điện quầng thường được tạo ra ở điện cực dạng vòng cung, như dạng nhọn, điểm nhô ra, cạnh của bề mặt, hay dây có đường kính nhỏ. Điện
cực có độ cong lớn gây ra chênh lệch điện thế lớn ở vùng này, làm cho không khí bị phá vỡ tạo ra plasma. Để tránh phóng điện quầng người ta thiết kế vật dẫn có đường kính lượn lớn, tránh tạo ra các vị trí góc nhọn.
Plasma quầng có thể là plasma âm hoặc plasma dương. Điều này được xác định bởi sự phân cực của điện thế trên điện cực nhọn. Nếu điện cực nhọn là cực dương so với điện cực đối thì đó là plasma quầng dương, nếu nó âm so với điện cực đối thì đó là plama quầng âm.
Plasma quầng dương có mật độ điện tử tự do thấp hơn plasma quầng âm nên có hình dạng nhỏ hơn và vùng xuất hiện tập trung gần điện cực hơn và có năng lượng lớn hơn plasma quầng âm.
Vật lý về plasma quầng âm và dương thu hút nhiều sự quan tâm. Tính bất đối xứng này là do sự khác nhau về khối lượng giữa các điện tử và các ion dương, khi chỉ có điện tử là có khả năng chịu được trạng thái ion hóa bằng va chạm cứng ở nhiệt độ và áp suất thường. Plasma quầng được nghiên cứu nhiều trong các ứng dụng lắng đọng điện hóa, xử lý vật liệu, tạo ô zôn, kiểm soát mùi, loại bỏ hữu cơ dễ bay hơi, khử khí, và xử lý nước thải. Hình 1.7 mô tả Plasma corona trên bánh xe Wartenberg (a); và mô hình phóng điện plasma corona (b).
Hình 1.7. Plasma corona trên bánh xe Wartenberg (a)và mô hình phóng điện plasma corona(b)