空气中脉冲电晕放电N2（C3Ⅱu—B3Ⅱg）发射光谱的实验研究

在常温常压下，利用发射光谱法测量了正脉冲、负脉冲及双极性脉冲电晕放电N2(C3Ⅱu-B3Ⅱg)发射光谱相对强度沿线一筒式反应器的径向分布，得到了高能电子(≥11．03eV)密度沿线一筒式反应器的径向分布情况和随电压升高而增大的线性变化关系，并对三种不同脉冲形式进行了比较。     

高压脉冲电晕放电氮等离子体的分子束质谱诊断研究

克服强电磁场干扰，以具有三级差分抽气系统的分子束质谱为手段，对线板式高压脉冲电晕放电Ｎ２等离子体阴极板区的正离子成分进行了首次诊断研究。发现在各种实验条件下，Ｎ＾＋离子流强度均显大于Ｎ２＾＋；Ｎ＾＋及Ｎ２＾＋离子流强度随放电电压、放电频率升高而增大，随放电室气压变化则存在一极值。对Ｎ２等离子体中所包含的主要基元物理－化学过程进行了讨论。     

脉冲电晕等离子体烟气脱硫工业试验研究

利用建造在四川绵阳科学城热电厂的最大烟气处理量为20000m^3/h的脉 冲电晕等离子体烟气脱硫工业中试验装置，研究了影响脱硫效率的因素，获得了最佳工艺参数。研究结果表明，当烟气温度在65－70℃，烟气水分含量约10％，氨硫化学剂量比为1：1，烟气停留时间大于6s、能耗 低于5Wh/Nm^3等条件下，脱硫率达85％以上。     

高压脉冲电晕放电氮等离子体的分子束质谱诊断研究

克服强电磁场干扰 ,以具有三级差分抽气系统的分子束质谱为手段 ,对线板式高压脉冲电晕放电N2 等离子体阴极板区的正离子成分进行了首次诊断研究。发现在各种实验条件下 ,N 离子流强度均显著大于N 2 ;N 及N 2 离子流强度随放电电压、放电频率升高而增大 ,随放电室气压变化则存在一极值。对N2 等离子体中所包含的主要基元物理 化学过程进行了讨论     

氮氧混合气体高压脉冲电晕放电等离子体的分子束质谱诊断研究

利用具有三级差分抽气系统的分子束质谱仪为检测手段，对N2，O2混合气体的线板式高压脉冲电晕放电等离子体阴极板区的正离子成分进行了诊断研究。实验结果表明：在放电反应室N2,O2混合气体压力1330～3325Pa，峰值电压4～10kV及放电重复频率10～100Hz范围内，N2^ 和O^ 流强相当，N^ 流强约为N2^ 流强的2～10倍，N^ 、N2^ 和O^ 流强随脉冲峰值电压、放电重复频率的升高而增大，随放电气压的变化则存在一极值。     

氮氧混合气体高压脉冲电晕放电等离子体的分子束质谱诊断研究

利用具有三级差分抽气系统的分子束质谱仪为检测手段 ,对N2 ,O2 混合气体的线板式高压脉冲电晕放电等离子体阴极板区的正离子成分进行了诊断研究。实验结果表明 :在放电反应室N2 ,O2 混合气体压力 1330～ 332 5Pa ,峰值电压 4～10kV及放电重复频率 10～ 10 0Hz范围内 ,N+ 2 和O+ 流强相当 ,N+ 流强约为N+ 2 流强的 2～ 10倍。N+ ,N+ 2 和O+ 流强随脉冲峰值电压、放电重复频率的升高而增大 ,随放电气压的变化则存在一极值     

填充介质对电晕放电特性的影响

为了研究填充介质对电晕放电的影响,本文采用针-板放电装置,研究了不同条件下正、负直流电晕放电的起晕电压、平均电流等特性,获得了正、负直流电晕放电和正脉冲电晕放电的时间积分图像及正脉冲电晕放电的时间分辨图像。还分析了介质尺寸、形状、填充密度以及介电常数对正脉冲电晕放电特性的影响。所得结果表明,填充介质导致正、负直流电晕起晕电压升高。正电晕放电更易于激发填充介质的表面放电,且尺寸小的介质颗粒更容易形成环绕颗粒表面的放电。在正脉冲电晕放电中,填充介质密度、介电常数越高,起晕电压越低;球状介质比圆柱形介质更容易形成表面放电。     

辉光放电离子渗金属的等离子体发射光谱诊断

利用发射光谱法对离子渗金属中辉光等离子体的电子温度进行了诊断。实验以氮气为工作气体，通过对放电时氮离子两条特征谱线强度的相对标定，测量了电子温度随放电气压40Pa～80Pa和电压500V～1000～的变化。并探讨了电子温度随气压和电压变化的原因。结果表明，该放电为典型的反常辉光等离子体放电，电子温度在1eV～15eV之间变化，且随工作气压和电压的的升高迅速增大，这与实际观测的放电效果相符合，实验结果表明，发射光谱法是测量离子渗金属中等离子体参数的一种有效手段。     

纳秒脉冲驱动下铝基微沟道等离子体放电特性研究

本文设计制作了基于铝基衬底的微沟道阵列器件,并研究了纳秒脉冲微沟道等离子体放电特性。通过调控纳秒脉冲输出波形,获得了脉冲参数对微沟道等离子体放电特性的影响规律。结果表明,相比于传统的正弦波驱动,纳秒脉冲微沟道等离子体放电更集中,耦合效应更明显,且等离子体特性更易于调控。当改变脉冲参数时,6%左右的波形过冲电压会造成微沟道等离子体放电强度~30%的改变。另外,脉冲上升沿时间越短,放电强度越高,当上升沿时间由152 ns缩短至32 ns时,放电强度可提升~30%。     

直流辉光和磁控增强放电等离子体的空间分辨发射光谱技术

光学发射光谱(OES)方法是等离子体诊断的有力工具之一,可以定量地给出等离子体的多种重要参数,如等离子体中的物种成分、粒子能态分布、激发温度、粒子相对密度等.本文介绍了一种用于电子回旋共振(ECR)微波等离子体磁控溅射靶附近的增强放电和直流辉光放电等离子体空间分辨诊断的发射光谱装置.其特点是光学收集系统的位置可以水平精细移动,因而可以对放电区域进行空间分辨发射光谱测量.作者利用这套装置对氩气的ECR微波等离子体和直流辉光放电等离子体进行诊断.在ECR微波等离子体的下游区内氩离子谱线的发射强度很弱,主要是高激发态原子的辐射.在磁共振增强放电区,离子谱线强度有所增加但仍比原子谱线弱,类似于直流辉光放电正柱区的光发射特性.     

纳秒脉冲驱动下铝基微沟道等离子体放电特性研究北大核心CSCD

本文设计制作了基于铝基衬底的微沟道阵列器件,并研究了纳秒脉冲微沟道等离子体放电特性。通过调控纳秒脉冲输出波形,获得了脉冲参数对微沟道等离子体放电特性的影响规律。结果表明,相比于传统的正弦波驱动,纳秒脉冲微沟道等离子体放电更集中,耦合效应更明显,且等离子体特性更易于调控。当改变脉冲参数时,6%左右的波形过冲电压会造成微沟道等离子体放电强度~30%的改变。另外,脉冲上升沿时间越短,放电强度越高,当上升沿时间由152 ns缩短至32 ns时,放电强度可提升~30%。     

泡沫电介质中高压脉冲放电的破岩机理研究

针对水介质中压力冲击波在破碎岩石方面的应用,研究高压脉冲放电在泡沫电介质中的放电机理。根据不同电介质的电离特性配比了两种阴阳离子的泡沫电介质,数值模拟分析了在不同电介质环境下高压脉冲放电时的冲击压力变化规律。运用气泡动力学方程分析了气泡在放电过程中的爆破形态,分析了不同放电电压、放电间隙等条件对气泡爆破形态的影响规律。并进行了初步室内实验,验证了泡沫作为电介质实现高压脉冲放电破碎岩石的可行性。由于泡沫可产生空泡效应,能增加爆破效果,而且泡沫在防漏、密封性能要求等方面都优于水介质,具有更广阔的应用前景。     

泡沫电介质中高压脉冲放电的破岩机理研究

针对水介质中压力冲击波在破碎岩石方面的应用,研究高压脉冲放电在泡沫电介质中的放电机理。根据不同电介质的电离特性配比了两种阴阳离子的泡沫电介质,数值模拟分析了在不同电介质环境下高压脉冲放电时的冲击压力变化规律。运用气泡动力学方程分析了气泡在放电过程中的爆破形态,分析了不同放电电压、放电间隙等条件对气泡爆破形态的影响规律。并进行了初步室内实验,验证了泡沫作为电介质实现高压脉冲放电破碎岩石的可行性。由于泡沫可产生空泡效应,能增加爆破效果,而且泡沫在防漏、密封性能要求等方面都优于水介质,具有更广阔的应用前景。     

可调脉冲功率(MPP)磁控溅射电源研制及放电特性的研究

可调脉冲电源MPP(modulated pulsed power)磁控溅射技术是一种新型的高功率磁控溅射技术.基于STC12C5A60S2单片机为控制单元研制了MPP电源.电源可以输出多种脉冲波形,能够实现优化的高功率脉冲磁控溅射工艺.MPP放电模式表现为初始的弱放电和随后的高功率大电流放电行为.MPP放电电压影响着高功率放电电流和脉冲宽度,而放电气压主要影响起辉时刻,但对放电电流大小影响不大.引入引燃脉冲可实现低气压下的高功率大电流放电.     

高功率脉冲磁控溅射电源的研制

高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)因其高离化率而得到广泛关注.高压大电流脉冲电源是实现该技术的重要环节之一.本论文介绍了一种HPPMS电源,该电源由充电电源、斩波输出两部分组成,给出了主电路框图.分析了大电流对斩波开关过电压的影响,采用RC吸收和续流有效地抑制了电压过冲,用所研制的电源进行HPPMS镀膜试验,结果表明电源运行稳定可靠,制备的薄膜表面清洁、致密,其平均表面粗糙度很低.可以预见HPPMS技术将会促进镀膜技术的发展.     

直流电晕放电单环VOC降解特性的实验研究

利用高压直流电晕分解O2 和H2 O簇射出强氧化性自由基 (O、OH°、HO2 等 )来降解单环的挥发性有机物。选取了甲苯和苯作为实验研究的对象 ,分别对电晕放电特性以及放电电压、反应物浓度、湿度和停留时间的变化对降解效率的影响进行了研究。最后对苯和甲苯的降解机理作了较为详尽的分析。研究发现 :电极通气中的氧气含湿量对放电的V I特性有影响 ,通过调节流量和湿度能够产生比较稳定的流光电晕。放电电压、反应物浓度、湿度和停留时间对甲苯和苯的降解都有重要影响。在一定的工况下 ,甲苯的降解率可以达到 80 % ,而苯的降解率也在 70 %以上。实验结果表明 ,用自由基簇射技术脱除VOC是可行的也是与有效的。     

(Ti,Al)C涂层的液相脉冲放电制备及其滑动磨损性能

为了制备耐磨性和抗氧化性优良、结合力高的多元合金涂层,利用普通电火花机床通过液相脉冲放电法在调制态45钢基体上制备了(Ti,Al)C涂层,采用X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,利用带有能谱分析仪的扫描电镜观察了涂层的界面组织、分析了涂层的元素成分,采用显微硬度计测试了涂层的硬度,采用摩擦磨损试验机考察了涂层的滑动磨损特性。结果表明:液相脉冲放电法制备的涂层厚约30μm,主要物相为(Ti,Al)C,从涂层到基体,试样硬度呈梯度递减,涂层表面硬度高达2 100 HV以上;与淬火低温回火45钢配副时,摩擦系数较低且稳定;摩擦磨损试验载荷为100～200 N时,涂层表面出现轻微塑性变形,磨损机制为塑性流变;载荷为300～400 N时,涂层磨损面出现浅而细的平行状犁沟,磨损机制为轻微磨粒磨损。     

空心阴极N2+等离子体放电电子温度的研究

利用双层辉光放电空心阴极效应，针对N2发射光谱相对强度的变化，采用SⅡ-Ⅳ型全息凹面光栅单色仪对各种工艺参数条件下的光谱进行测绘，获得一系列谱线及测量数据。通过玻尔兹曼方程式求得不同工艺条件下的N^2＋等离子体的电子温度。并分析了工件电压、源极电压和工作气压对电子温度的影响。结果表明：当工作气压和工件电压一定时，电子温度随源极电压的升高先减小后增大，最后又减小；当源电压一定时，电子温度随工件电压和工作气压的升高而明显减小，并且其减小幅度随源极电压的升高而逐渐降低；当工作气压一定时，工件电压的变化较源极电压的变化对电子温度的影响大。     

基于COMSOL的水中脉冲放电等离子体数值模拟研究

本文基于COMSOL建立了水中脉冲放电二维轴对称流体模型,通过数值模拟求解载流子的对流与扩散方程计算了纳秒脉冲电压下水中放电产生等离子体的电子密度数值。为研究不不同放电条件对放电过程的影响,本文分析了脉冲电压幅值、脉冲电压上升沿长短与电极间隙距离改变时等离子体电子密度的变化情况。仿真结果表明:随着脉冲电压幅值增大,水中脉冲放电等离子体电子密度增大,且峰值出现时间较快、脉冲电压上升沿较短导致正离子流注发展速度加快、在一定范围内放电间隙变长会获得更高的等离子体电子密度。     

大气压不同脉冲上升时间的介质阻挡放电仿真研究

脉冲介质阻挡放电在等离子体领域具有良好的应用前景,研究脉冲激励参数对等离子的获取具有重要意义。对此,本文建立了二维的板-板介质阻挡放电简化模型,外施脉冲激励,仿真模拟了单个脉冲周期内,脉宽恒定为600 ns,四种不同脉冲上升时间T=25、50、75、100 ns下的气体间隙内电子密度、电子温度及电势分布情况。仿真数据显示:随着上升时间延长,最大电子密度、平均电子密度以及最大电子温度三者的峰值点对应时刻较上升沿末端均近似一致,且三者峰值都与上升时间呈反比;放电进入下降沿尾端后,空间电势发生反转现象,电势在近阳极减小、近阴极增大,自阴极向阳极递减,不同上升时间下,电势反转初始时刻对应的脉冲电压值和阴极附近最大电势值都接近。