大气压射频单介质阻挡放电中放电通道收缩现象的研究

大气压射频辉光放电产生的等离子体具有温和的温度、较好的稳定性和较强的化学活性而广泛应用于工业生产、生物处理等领域。为提高工作效率、增加放电均匀性, 应避免产生放电收缩现象。为此, 设计了一个带水冷铜电极的射频单介质阻挡放电系统, 在大气压下研究氮气和氩气放电收缩形成的机制。纳秒级ICCD相机拍摄的放电图像揭示出在大气压下氮气和氩气放电中明显存在放电通道收缩现象, 在放电周期内放电通道形状保持不变, 但在不同位置的发光强度随射频电源的频率作周期性变化。通过分析放电图像的三维时空分辨图和二维时间分辨图, 发现上下电极表面附近的发光强度在一个射频周期内交替出现一个峰, 但峰出现时间上为非对称。这不同于射频裸电极放电, 也不同于射频双介质阻挡放电。分析认为发光强度峰在一个射频周期内交替出现的时间非对称性是由于非对称电极表面电荷积累和二次电子发射差异造成。     

大气压射频均匀辉光放电的条件

大气压放电应用在很多领域时,其放电的均匀性显得十分重要。本文通过实验得出影响大气压射频放电的均匀性的条件。实验中研究的影响因素有介质阻挡、放电电压、放电气体组成以及放电间隙。实验采用单反照相机以及ICCD照相机对放电进行拍照,观察不同参数放电下的放电模式。通过放电现象发现对维持大面积均匀辉光放电影响最大的因素是采用介质阻挡和放电气体的组成,影响较小的是放电电压。放电间隙在可维持放电的间隙范围内对放电模式影响很小。实验得出,改变这些条件会使均匀辉光放电中出现放电丝,或完全转变为丝状放电甚至熄灭。     

CFETR辉光放电清洗的均匀性研究

为研究壁表面离子流分布均匀性,设计高效率中国聚变工程实验堆辉光放电清洗(GDC)装置,采用流体模型对氦气辉光放电清洗进行等效二维模拟。阳极区域存在较强的局部电离,使得靠近阳极的第一壁受到更强烈的离子轰击;增加阳极电流该区域离子流密度显著增加,而放电清洗的均匀性并无提高;适当降低放电气压放电不均匀性得到较大改善;内壁电流密度略大于外壁电流密度,而电极径向位置对内外壁电流密度分布影响甚微。分析了阳极电流与电极数目的合理取值,给出了合适的放电气压范围。     

利用大气压气液介质阻挡放电等离子体对PTFE进行表面改性

本文对大气压单一空气介质阻挡放电和加去离子水的气液两相介质阻挡放电进行实验研究,对比分析了两种放电模式的开始放电和刚铺满整个电极时的稳定电压电流波形和放电照片,并用两种放电等离子体对聚四氟乙烯薄膜(PTFE)进行表面处理,对处理后薄膜表面的水接触角进行对比。结果表明,放电间隙和放电频率均相同时,大气压单一空气放电的开始放电电压峰峰值和稳定放电电压峰峰值均比气液两相放电时的高,且气液两相放电更加均匀。在相同条件下,经大气压气液两相等离子体处理后的PTFE薄膜表面水接触角比大气压单一空气等离子体处理后的低,说明大气压气液两相等离子体对PTFE薄膜的处理效果更好。     

气体放电等离子体及应用的研究进展

由于气体放电在材料处理、热核聚变、环境净化以及等离子体推力器等各个前沿科学领域中具有广泛的应用。为了推动气体放电及等离子体理论与应用技术的研究和发展,综述了近年来各种典型气体放电机理的发展。分析了直流辉光放电、介质阻挡放电、大气压辉光放电、电子回旋共振放电、容性耦合射频放电的国内外研究现状,最后介绍了气体放电等离子体的应用领域。     

利用大气压气液介质阻挡放电等离子体对PTEF进行表面改性

本文对大气压单一空气介质阻挡放电和加去离子水的气液两相介质阻挡放电进行实验研究,对比分析了两种放电模式的开始放电和刚铺满整个电极时的稳定电压电流波形和放电照片,并用两种放电等离子体对聚四氟乙烯薄膜(PT FE)进行表面处理,对处理后薄膜表面的水接触角进行对比.结果表明,放电间隙和放电频率均相同时,大气压单一空气放电的开始放电电压峰峰值和稳定放电电压峰峰值均比气液两相放电时的高,且气液两相放电更加均匀.在相同条件下,经大气压气液两相等离子体处理后的PT FE薄膜表面水接触角比大气压单一空气等离子体处理后的低,说明大气压气液两相等离子体对PT FE薄膜的处理效果更好.     

从Ⅰ-Ⅴ曲线判断大气压射频介质阻挡放电模式

实验以氩气和氩气掺杂氮气作为放电气体, 在大气压条件下使用13.56 MHz射频电源进行双介质以及单介质阻挡放电。实验记录了气体击穿后随电源功率增大的Ⅰ-Ⅴ曲线, 同时使用ICCD照相机以及单反相机给出了相应的放电照片。研究发现氩气双介质放电在电源最大功率内均为均匀辉光放电, 并且可以从Ⅰ-Ⅴ曲线明显判断出放电从α模式到γ模式的转变。在氩气单介质放电以及氩气掺杂氮气的双介质和单介质放电中, 均出现了丝状放电, 在放电模式的转变过程中Ⅰ-Ⅴ曲线均呈现出明显的不同特点。本文分析认为, 从Ⅰ-Ⅴ曲线基本可以判断出大气压介质阻挡放电从α模式到γ模式的转变以及是否存在丝状放电。     

大气压射频介质阻挡放电辉光放电和丝状放电的时空演化比较

目的 为研究大气压射频(13.56 MHz)介质阻挡放电(rf-DBD)在辉光放电和丝状放电2种模式下的电离形式,以及在一个放电周期(73.7 ns)内气体电离与时间和空间的关系。方法 实验使用氩气获得稳定的辉光放电,使用氩气掺杂氮气获得丝状放电。实验中使用电流正向过零点的信号触发ICCD相机获得一个放电周期内不同时间点的36张照片,得出放电间隙之间不同位置的发光强度在一个周期内随时间的变化关系。结果 在α模式下,每半个周期所产生的一次电子雪崩在空间和时间上都是从阴极到阳极的过程。在γ模式下存在负辉现象,并且在阴极电极的介质表面,负辉强度峰值的时间比体电离强度峰值时间晚约13 ns。在丝状放电中,等离子体的发光强度主要集中在阴极表面,介质表面积累的电荷之间的互相作用力使得放电形成单独的细小通道。结论 α模式以体电离为主,而γ模式下除了体电离,还有离子撞击阴极表面产生的大量二次电子,并且比体电离的产生更晚。在丝状放电中,电介质表面电荷作用明显,阴极介质表面的电离为放电的主要形式。     

基于多孔阳极氧化铝的大气压毛细管等离子体电极放电研究北大核心CSCD

通过实验和模拟方式,对比分析了介质阻挡放电和基于多孔阳极氧化铝的毛细管等离子体电极放电。应用阳极氧化法制备的多孔阳极氧化铝(Porous anodic alumina,PAA)作为介质层进行了毛细管等离子体电极放电。研究了多孔阳极氧化铝介质层对毛细管等离子体电极放电的影响,对比分析了相同几何参量的介质阻挡放电和毛细管等离子体电极放电的放电过程。结果表明:应用多孔阳极氧化铝介质的毛细管等离子体电极放电更稳定,放电中产生的更密的微放电有助于提高放电的稳定性;多孔阳极氧化铝介质层的毛细管等离子体电极放电具有相对于介质阻挡放电高出两个数量级的电子密度和更高的电子温度。等离子体参数具有与多孔阳极氧化铝的孔分布同步的周期性,产生了等离子体射流模式,提高了放电稳定性。     

辉光放电气相沉积氮化钛薄膜

本文叙述了辉光放电气相沉积氮化钛薄膜的工艺。它具有物理气相沉积与化学气相沉积的综合特点。在此工艺中,辉光放电作为化学反应和沉积的介质,通过等离子体的激活作用,可在低气压下直流辉光放电的工件(阴极)表面上获得化合物薄膜。已在工艺实验中,工件表面上沉积了致密的氮化钛涂层。此工艺的沉积温度低、沉积速率较高。     

布药结构与抛掷堆积规律研究

定向爆破设计的核心内容是抛掷堆积计算,而抛掷堆积规律主要决定于布药结构.通过对通常采用的集中药包、条形药包和分集药包3种布药结构进行系统的爆破试验研究,以总结布药结构与抛掷堆积规律的关系,从而为定向爆破设计提供参考.     

不同装药结构的双向聚能药包爆破数值研究

为了对比不同装药结构的双向聚能装药爆破效果、更好地指导工程实践,基于ANSYS/LS-DYNA的SPH和ALE方法,在保证椭圆长短轴比为15:11、长轴为30 mm的情况下,研究了聚能管材料分别为紫铜和PVC时椭圆双极线型双向聚能药包爆破随锥角的变化规律,同时分析不同外壳形状对聚能射流的影响.结果表明:药型罩为紫铜的情...     

不同装药结构的双向聚能药包爆破数值研究

为了对比不同装药结构的双向聚能装药爆破效果、更好地指导工程实践,基于ANSYS/LS-DYNA的SPH和ALE方法,在保证椭圆长短轴比为15∶11、长轴为30 mm的情况下,研究了聚能管材料分别为紫铜和PVC时椭圆双极线型双向聚能药包爆破随锥角的变化规律,同时分析不同外壳形状对聚能射流的影响。结果表明:药型罩为紫铜的情况下,随着椭圆双极线型聚能药包锥角不断减小,装药面积逐渐减小,但聚能射流头部速度增大;随着药型罩锥角不断减小,用于形成杵体的药型罩质量增大,用于形成射流的药型罩质量有所下降;聚能管材料为PVC时与聚能管为紫铜聚能药包爆破的变化规律基本一致;椭圆+直线型外壳和椭圆型外壳形成的聚能射流头部速度基本一致,但前者相对后者节省药量,此外两者形成的射流头部速度相对直线型外壳的要小;SPH和ALE两种算法实现的计算结果趋于一致,表明采用数值模拟方法的有效性。研究结果对线型聚能装药结构及参数优化具有一定的指导意义。     

空间电荷测量技术在卫星内带电分析中的应用

深层介质带电是引起卫星运行异常的重要原因。作为卫星内带电分析研究的最有效手段之一,自20世纪70年代,空间电荷测量技术得到不断发展和完善,测量分辨率达1μm量级。电荷分布曲线得到的信息对介质中带电现象的理解得到了极大提高。介绍了空间电荷测量技术在卫星内带电分析中的应用及其发展趋势。     

硐室爆破条形药包设计中的有关问题

综述了集中药包和条形药包的应用条件 ,介绍了硐室爆破中条形药包的优越性、药包的分类、药包间距以及装药量和压缩圈半径的计算 ,论述了条形药包设计时应注意的问题、条形药包布置时有关问题的处理办法、起爆技术以及堵塞工作中应注意的问题。这些可为硐室爆破工程作参考     

DNAN基熔铸炸药的预整形同步块铸技术研究

为了提高熔铸炸药块铸装药质量,以质量比DNAN/RDX/Al:55/20/25的基础配方为研究载体,采用两种不同装药工艺进行装药对比试验,并对样品的内外部质量、装药密度及其均匀性进行分析.结果表明,与常规块铸工艺相比,采用预整形同步块铸技术所装填的药柱,其装药密度达到了1.726g/cm3,相对密度为95.8％,与常规块铸工艺相比分别提高了0.041 g,/cm3和2.2％;同时减少了装药的缺陷,使装药内外部质量获得提高,并改善了装药的密度及其均匀性.     

高25m钢筋混凝土桥墩定向爆破拆除

介绍了一高约25m钢筋混凝土实体桥墩的定向爆破拆除工程。方案设计采用三角形爆破缺口,掏槽爆破加风镐修整开凿定向窗。通过精心设计孔网参数、单响药量,采用毫秒延时起爆网路以及有效的防护措施,使桥墩按预定方向准确倒塌,爆破效果令人满意。本次工程经验可为今后类似结构的爆破拆除提供参考。     

孔内轴向不耦合聚能装药爆破参数研究

介绍一种孔内轴向不耦合聚能爆破方法，给出了聚能药包及爆破参数的设计原理和方法，实验结果说明轴向不耦合聚能装药爆破技术是一种实用、方便的岩石切割爆破方法．     

Two Are Better Than One: A Design Principle for Ultralong-Persistent Luminescence of Pure Organics

Because of their innate ability to store and then release energy, long-persistent luminescence (LPL) materials have garnered strong research interest in a wide range of multidisciplinary fields, such as biomedical sciences, theranostics, and photonic devices. Although many inorganic LPL systems with afterglow durations of up to hours and days have been reported, organic systems have had difficulties reaching similar timescales. In this work, a design principle based on the successes of inorganic systems to produce an organic LPL (OLPL) system through the use of a strong organic electron trap is proposed. The resulting system generates detectable afterglow for up to 7 h, significantly longer than any other reported OLPL system. The design strategy demonstrates an easy methodology to develop organic long-persistent phosphors, opening the door to new OLPL materials.     

水力增压爆破试验

在露天深孔爆破中,台阶上部矿岩大块较多,为改善台阶上部矿岩的破碎质量,提出了水力增压爆破技术,介绍了其作用机理、装药结构及技术要点,并进行了砂浆模型试验和现场工业试验,在水柱与填塞物之间放置超前压塞药包。试验结果表明:采用水力增压爆破可提高延米爆破量和炸药利用率,大块率降低了49.4%,爆破效果良好,该项技术对降低爆破粉尘亦具有良好效果。