大气压空气等离子体射流发生器设计及实验研究

设计了放电稳定、电弧射流较长、烧蚀率较低的大气压空气等离子体射流发生器的结构,并确定了发生器材质、冷却方式、进气方案.对设计的以空气为工作气体的等离子体射流发生器进行了实验研究,分析了其在旋流进气条件下的气体流量对放电现象的影响.     

金属等离子体源结构设计及实验研究

设计了具有放电稳定、电弧射流较长、烧蚀率较低的低气压金属电弧源发生器结构,并确定了发生器的材质、冷却方式、结构方案。对设计的金属电弧源进行了实验研究,研究了电极结构、放电电流大小、冷却水这三个因素对金属电弧放电的影响。     

JZH-交直流电弧发生器

一、交直流电弧发生器交直流电弧发生器由交流电弧、直流电弧、控制装置组成。电弧的稳定性直接影响到元素的分析精确度。而电弧的稳定性从电学角度看,首先取决于弧光电流的稳定性,为了稳定弧光放电电流,在直流电弧部分装置中有稳流电路。原理图如图1。当光源进线电压在±     

电熔爆等离子体电弧的多场耦合仿真与试验分析

针对电熔爆加工过程中等离子体电弧分布研究量化程度不足的现状,运用磁流体动力学理论,建立了包含阴极-等离子体电弧-阳极表面的二维数学模型,采用Comsol有限元仿真软件求解出不同加工电流等离子体电弧温度场、压力场、电势场及阳极表面电流密度分布特性,并根据电熔爆等离子体电弧的加工需求搭建了试验系统,对仿真结果进行验证。研究结果表明:增大加工电流可提高电弧最高温度,使电熔爆放电通道内温度和压力梯度增大,造成放电通道不稳定;增大电流使电弧受到指向电弧中心的电磁力增加,导致电弧收缩明显,加工能量过于集中,使加工表面质量降低;在电流100～175 A之间,加工后表面粗糙度可控制在Ra 6.3μm以下,试验结果与仿真结论具有较好的一致性。     

大气压射频等离子体光强测量系统的设计

基于对大气压等离子体放电射流特性的分析,考虑到实验室对于大气压射频等离子体强度的要求,设计出一套高灵敏度、高精确度的光强测试系统,实时测量等离子体放电强度,找到等离子体放电强度与辉光放电光强的对应关系,为今后的实验及产品开发提供参考和依据。     

低压电弧等离子体射流的温度测量

低压下的电弧等离子体射流在许多领域中有重要的应用.但是,由于其常常处在热力学非平衡态下,测量其温度有很大的难度.笔者在真空环境中,用以氩气为工质的电弧加热发动机的射流为低压等离子体源,建立了光谱测温实验系统,分别采用绝对强度法和波尔兹曼图法得到了射流的激发温度,从而给出了一种测量低气压下电弧等离子体射流温度的方法.     

电源类型对短电弧-电化学复合加工放电凹坑影响研究

放电凹坑大小影响着加工表面形貌的一致性,放电凹坑的凸起高度及凹坑表面的重铸层对加工表面质量有重要影响。文章基于短电弧-电化学复合加工方法,在直流与脉冲两种常用电源类型下对钛合金TC4进行单次放电实验,分析两种电源类型下的短电弧-电化学复合加工单次放电凹坑尺寸及影响规律;结合单次放电凹坑实验所采集到的波形与电弧放电过程仿真模型对电弧放电过程的等离子体放电通道变化进行研究。研究结果发现,直流与脉冲放电凹坑的尺寸与影响规律差异与电弧的断弧方式有关,不同的断弧方式对等离子体放电通道产生影响,直流电弧倾向于通过流体介质运动和极间距离改变进行断弧,而脉冲电弧通过脉冲后沿电压变化和极间距离改变进行熄弧。这两种断弧方式不仅影响了凹坑的尺寸形貌,也影响了断弧后的电化学腐蚀效果。     

离子氮化大型齿轮

莱·图尔尼(Le Tourneau)公司是制造大型推土机和载重汽车的专业厂家,它采用一种装置可饱和铁芯交流电抗器的真空炉,对4140和4340钢的大齿轮(例如直径尺寸φ927毫米)进行离子氮化处理。该真空炉是由真空炉公司(Vacuum Furnace Systems)研制的,其额定频率为60Hz,额定功率为50Kw。它可以防止直流电弧放电,解决了普通等离子体加热炉的一个难题。     

基于等离子体模型的局部放电量计算方法

利用高频谐振电源作用于等离子体发生器,产生等离子体射流。利用高压探头测得谐振电源输出电压波形,发现有局部放电现象产生。造成这一现象的原因主要是由于空气介质层,而计算局部放电量参数是研究等离子体激发条件的重要步骤。     

电弧放电炉的制备及工艺研究

电弧放电法是制备富勒烯的主要方法之一。本文介绍了自行设计和制作的电弧放电装置绵结构和原理；并重点阐述了电弧法制备富勒烯设备独特的工艺性能及故障处理。     

结晶氮化碳薄膜

由武汉化工学院研究的“脉冲电弧放电电离有机溶液制备 (类 )金刚石薄膜”装置 ,不久前调试成功。用此装置可以高质量地沉淀出一种物理性能和金刚石相比的材料——氮化碳结晶。氮化碳晶体具有高硬度、宽带隙、高热导率和低摩擦系数等优点 ,在机械和光电子及军事等领域具有巨大的应用前景。目前合成氮化碳薄膜的实验方法主要有激光烧蚀石墨靶 ,反应溅射 ,等离子体化学气相沉积和离子注入等。该发明采用脉冲电弧放电等离子体技术 ,可以在大气压环境、2 0 0℃～ 30 0℃的衬底温度下 ,合成晶态氮化碳薄膜 ,薄膜的沉积速率可达 3μm/h～ 5μm/h。…     

氩气等离子体射流光谱空间分布分析

低温等离子体射流有多种潜在的应用,例如敏感材料的表面改性、农业以及医疗应用.等离子体内部活性粒子的种类、能量以及密度影响应用的性能指标,例如等离子体内部的单线态氧和羟基的密度与平均能量将影响其灭菌消毒的性能指标.本文利用光谱测量技术测量了介质阻挡放电氩气等离子体射流不同轴向位置的300～1000nm范围光谱辐照度数据....     

基于等离子体的柴油机尾气净化方法研究

面对日益严格的排放法规,等离子体NOx/PM后处理综合控制技术逐渐成为柴油机尾气后处理策略的发展趋势.本文介绍了等离子体柴油机尾气净化技术的机理和研究状况.研究表明电晕放电和介质阻挡放电等离子体净化柴油机尾气有着能耗过高的缺陷,在应用中不得不结合催化剂同时使用.为解决这一问题,笔者提出了电弧放电用于柴油机尾气净化的新思路,分析证明该思路具有一定的可行性.     

实现微米级灭菌范围控制的微细等离子体射流装置

为了实现微细等离子体的精准灭菌,设计了新型微细等离子体射流装置,并对该装置产生的含氧活性粒子(Reac-tive Oxygen Species,ROS)和含氮活性粒子(Reactive Nitrogen Species,RNS)分布范围及其灭菌范围进行研究.淀粉碘化钾混合溶液里的碘离子可以被微细等离子体射流产生的ROS...     

等离子体点火器放电研究

通过放电实验,研究工质气体在不同流量下对稳定滑动模式下的滑动弧滑动阶段、放电功率和滑动特性的影响。结果表明:稳定滑动模式下的滑动弧周期性放电存在3个放电阶段,即击穿滑动阶段(B-S)、稳定滑动阶段(S-S)和不稳定滑动阶段(U-S);工质气体流量增加时,B-S阶段时间增加,S-S和U-S阶段时间减小;滑动弧放电功率与放电阶段、电弧长度有关,当处于B-S阶段时,放电功率与电弧长度成反比,当处于S-S和U-S阶段时,放电功率与弧长成正比;滑动弧最大滑动高度、最大弧长和滑动时间会随着流量的增加而减小,滑动速率会随着流量的增加而增加。     

用于介质阻挡放电的占空比可调的电源的研制

为了探究在不同电压频率和幅值的条件下,高压电源发出的方波占空比对所产生的等离子体性质的影响,研制了基于滞回比较器频率在5.4kHz～17kHz、占空比在0～100%可调的高压脉冲电源。提出使用UC4832电源芯片研发用于介质阻挡放电的占空比可调电源的方案,并对所设计电路进行了仿真。同时提出了适用于基于法拉第盘的等离子体检测仪器接口的同心型介质阻挡等离子体发生器的结构。仿真及实验结果表明:所设计的电源及放电装置能稳定产生等离子体,放电强度可调。     

微波等离子体飞行时间质谱的一些研究与进展

简述等离子体源飞行时间质谱（P-TOF-MS）的一些研究进展,重点介绍了近年来开发的质谱等离子体源,特别是对氦微波等离子体源的＂离锥＂进样技术,新型辉光放电-微波诱导等离子体级联源（GD-MIP）,减压微波等离子体源以及用于飞行时间质谱的微型放电源等的特点及应用进行了描述,并对离子源装置及特性进行了全面分析。     

等离子体灶的设计与性能研究

等离子体灶兼有传统煤气灶和电热锅的优点,既可以将电能转换为热能,也可以产生类似火焰特性的等离子体束。本新型燃烧灶以低温等离子体为基础,零电压开关(Zero Voltage Switch,ZVS)为基本电路,通过设计一种由低电压输入和脉冲调制电路驱动的等离子体灶发生器放电装置来激发引弧放电,分析得到不同输入电压和电流与等离子体束大小的关系,并最终获得理想长度和功能的等离子体束。研究结果表明:等离子体灶是应用于工业生产和家庭生活的一种新型大功率的高效节能燃气灶。     

交流弧焊电路电弧稳定性

在直流弧焊电路稳定性的讨论中已经知道,电弧系统稳定工作的重要条件有l (1)电弧静特性曲线在工作点处的斜率应大于电源外特性在该点的斜率; (2)弧焊电路中应串接合适数值的电感。在交流弧焊的电弧系统中,上述条件的第一点照例必须满足。然而,交流电路中其它参数的影响,例如交流电弧自整流的影响,磁滞和涡流的影响等,都使交流电弧系统稳定性的问题远比直流电弧系统复杂得多。过去的研究着重于改善电弧的引燃条件和消除电弧自整流的影响。但是多数的研究只是在理想的条件下进行的。例如,或者没有考虑电路中参数的动态特性和影响,或者虽然原则     

等离子体脱硫反应装置的设计

等离子体脱硫装置的设计主要包括等离子体反应器的结构设计和电参数设计两个方面.通过改进介质阻挡放电的电介质材料、加工工艺以及放电间隙结构优化等离子体反应器设计,实现强电离放电,提高脱硫效率.