面向量产的氩气中铝丝电爆炸及纳米颗粒粒径分布特性

铝纳米颗粒具有广泛的应用前景,金属丝电爆炸是高效批量生产铝纳米颗粒的重要途径.为了进一步提高铝纳米颗粒的制备效率和产量,研究了更高初始质量铝丝(长度7～15 cm、直径0.1～0.4 mm)在电压20～30 kV、气压100～300 kPa下的电爆炸特性及其纳米颗粒粒径分布特性,获得了铝丝长度、丝直径、充电电压、氩气气...     

氩气环境中铝单丝电爆炸空间形态演化特性

搭建用于研究气氛环境中电爆炸过程的光–电联合诊断平台,对直径20μm铝丝在20～400kPa氩气中电爆炸过程的电参数及空间形态进行观测.根据电压、电流及辐射强度测量结果,对2种模式(内部击穿与外部分流)下的爆炸过程进行分析,计算得到比沉积能量、峰值功率、击穿场强等电参数随气压的变化规律.通过分幅图像与基于激光探针的阴影...     

氩气气压对铝丝电爆炸合成纳米粉体特性的影响

为了研究氩气气压对铝丝电爆炸法合成的铝纳米粉体特性的影响,建立了一台基于金属丝电爆炸的纳米粉体生产和收集装置,在不同氩气气压条件下成功地制备了铝纳米粉体。利用透射电子显微镜(TEM)观察了合成的铝纳米粉体的形态与结构,并通过TEM图像分析得到了铝纳米粉体的粒径大小及其分布。结果表明:当氩气气压较高时,铝纳米粉体颗粒外形规则,呈球形;其平均粒径比低气压时大;当氩气气压<100kPa时,较高的氩气气压可显著地扩宽铝纳米粉体的粒径分布范围。分析发现,采用这种方法制备的铝纳米粉体的颗粒外形、颗粒粒径及其粒径分布均可以通过改变氩气气压来进行控制。     

介质对铜丝电爆炸沉积能量的影响

铜丝在电爆炸过程中要经历固态、液态、气态和等离子体4种状态,而铜丝在电爆炸过程中吸收的能量全部来自于电流的焦耳热效应,爆炸时周围介质对爆炸过程有着显著的影响.为此对μs脉冲电压下空气和水介质中铜丝电爆炸进行了实验研究,利用自积分Rogowski线圈和电阻分压器分别测量铜丝电爆炸时的电流和电压.利用数学方法分别计算了铜丝...     

空气中并联金属丝阵列电爆炸等离子体自辐射特性

在空气中开展了平面丝阵的电爆炸实验,对比研究了非难熔金属铜丝阵列和难熔金属钽丝阵列在电爆炸过程中的能量沉积特性,重点分析了其等离子体通道演化过程及光辐射特性。实验结果表明,随着铜丝阵列或钽丝阵列根数(质量)的增加,丝阵列在电压峰值前沉积的能量会有所增加且总体相变时间会变长。对于铜丝阵列,当其能量沉积速率较快时,电爆炸过程中的光辐射强度会随金属丝根数的增加而有所增加,但光辐射持续时间相对于单丝较短。铜丝和铜丝阵列电爆炸等离子体通道膨胀过程较快,放电中心通道内的加热和电离过程不够集中。当铜丝根数增加时,放电过程中各丝之间的相变时刻不够同步,放电等离子体通道发展极不均匀。对于钽丝阵列,在储能一定的条件下,随着钽丝阵列根数(质量)的增加,其光辐射强度会有所下降。钽丝和钽丝阵列在相变过程中的气液混合通道能够被加热到较高的温度,放电通道内热电离过程显著,等离子体通道易于发展,但放电通道膨胀速率要明显慢于铜丝。丝阵列放电过程中各丝之间相变时刻的不同步会影响电流的分布,进而导致各丝之间的能量沉积过程不同,使得丝阵列中各丝等离子体通道的建立过程不同步。     

液体中金属丝电爆炸的研究现状与展望

水中金属丝电爆炸可产生具有更高能量效率的冲击波,已在化石能源开发等领域取得成功应用。但是,金属丝电爆炸是在电极间预置金属丝,需要附加换丝机构,存在重频运行困难问题。该文提出一种基于镓铟锡液态金属的换丝方法,该方法利用液态金属自身的流动性,能够在低电压控制下快速、稳定地在放电电极间成丝。在相同的放电模式下改变电压完成多次放电,并测量放电过程中丝端电压、回路电流,计算回路参数以及能量;根据实验数据建立仿真模型,分析击穿时延击穿时刻电阻分别作为单一变量的能量转换特性。仿真与实验结果表明,镓铟锡液态金属丝放电相态变化过程与普通金属丝相比存在差异;电容初始充电电压越高,液态金属丝击穿时刻电阻越大,放电击穿时延越短,能量转换效率越高。该研究对水下液态金属丝放电特性的研究以及完善金属丝电爆炸技术在工业中的应用具有一定参考意义。

     

液体中金属丝电爆炸的研究现状与展望

液体中金属丝电爆炸(丝爆)不同于介质电击穿过程,涉及复杂金属相变,可产生具有更高能量效率的冲击波,已在化石能源开发等领域取得成功应用,也凸显出在地质勘探、矿山与安全工程等领域的巨大应用潜力.文中回顾了电爆炸冲击波技术的发展历程,基础研究方面分别从丝爆物理过程与冲击波产生机理、测量诊断和评估方法、冲击波特性与影响因素进行...     

水中裸铜丝与镀膜铜丝电爆炸积分光谱与冲击波特性实验研究

针对裸铜丝与镀膜铜丝在水介质中电爆炸的过程进行实验研究,并与其在空气中电爆炸的行为进行对比分析。搭建包括微秒量级脉冲电流源、放电负载与腔体在内的实验平台。将脉冲电流作用于金属丝引起电爆炸,测量负载电压、回路电流、冲击波压强以及全过程的积分光谱。实验结果表明,镀膜能够使金属丝沿面/内部击穿时刻产生0.2μs左右的时延,并略微提高金属丝沉积能量;此外,镀膜能够有效降低光辐射强度,但对电爆炸产生的冲击波影响并不明显。该研究对于水中金属丝电爆炸相关机制研究及其工业应用具有一定参考意义。