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氮氧比对大气压氦气介质阻挡非对称性放电转变影响的数值研究
1
作者 霍伟刚 刘文媛 代佳顺 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期442-451,共10页
为了找到控制一种非对称放电向另一种非对称放电转化的方法,建立了基于连续性方程和能量方程的一维流体仿真模型,采用有限元法数值研究了氮氧比对大气压氦气介质阻挡非对称放电转化的影响。模拟结果表明:(1)大气压氦气介质阻挡放电有2... 为了找到控制一种非对称放电向另一种非对称放电转化的方法,建立了基于连续性方程和能量方程的一维流体仿真模型,采用有限元法数值研究了氮氧比对大气压氦气介质阻挡非对称放电转化的影响。模拟结果表明:(1)大气压氦气介质阻挡放电有2种不同的非对称放电;(2)随着氮氧比的增加,放电可以从一种非对称放电转变到另一种非对称放电,主要的正离子从氧分子离子转变为氮分子离子。非对称性放电的转变是由于与氦亚稳原子发生潘宁电离的分子从氧分子转变为氮分子。潘宁电离反应的转变由氦亚稳原子密度和氮氧比共同决定的。模拟结果揭示了氧气杂质、氮气杂质与非对称性放电转变的内在联系。 展开更多
关键词 非对称放电 氮氧比 转变 潘宁电离
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从气体开关电弧到脉冲放电等离子体的发展
2
作者 李兴文 汪冠宇 +4 位作者 吴坚 石桓通 张博雅 陈立 邱爱慈 《高电压技术》 北大核心 2025年第8期3826-3845,共20页
气体放电等离子体作为电气装备与高能量密度物理的科学基础,在构建清洁能源体系与推动前沿技术发展中具有重要研究价值。针对气体开关电弧与脉冲放电等离子体在科学内涵与技术路径上的继承性与拓展性,重点综述了两者在基础理论方面的突... 气体放电等离子体作为电气装备与高能量密度物理的科学基础,在构建清洁能源体系与推动前沿技术发展中具有重要研究价值。针对气体开关电弧与脉冲放电等离子体在科学内涵与技术路径上的继承性与拓展性,重点综述了两者在基础理论方面的突破及其前沿应用进展。一方面,针对全球范围SF_(6)替代的迫切需求,以C_(4)F_(7)N等为代表的新型环保气体介质研究已取得了显著进展;另一方面,结合开关电弧高能流密度和快速瞬态放电的特点,电弧等离子体的研究已进一步拓展至脉冲放电领域,并在一些新兴交叉学科中取得了重要突破。其中如用于核工业与页岩油检测的LIBS技术、基于水中脉冲放电的电能-冲击波转化理论、诊断瞬态过程的X射线闪光照相方法等,均已在工业领域取得初步应用。未来发展则仍有待深入聚焦电弧特性智能调控、多场多介质联合模拟以及极端条件瞬态诊断等,进一步推动高端电气装备和先进能源等领域的发展。 展开更多
关键词 气体开关电弧 脉冲等离子体 LIBS 金属丝电爆炸 X射线闪光照相 Z箍缩
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ECR等离子体产生的电子束源设计和仿真分析
3
作者 张维嘉 刘海浪 +2 位作者 彭治国 曾李 钟可宁 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第7期529-534,共6页
电子回旋共振(ECR)放电系统作为电子枪束源,能有效解决传统热阴极电子枪寿命短,性能不稳定的缺陷。为探究ECR等离子体产生的电子束源时等离子体的参数变化,基于2.45 GHz,100 W的微波输入,开展ECR放电系统的仿真分析,以氩气体作为放电气... 电子回旋共振(ECR)放电系统作为电子枪束源,能有效解决传统热阴极电子枪寿命短,性能不稳定的缺陷。为探究ECR等离子体产生的电子束源时等离子体的参数变化,基于2.45 GHz,100 W的微波输入,开展ECR放电系统的仿真分析,以氩气体作为放电气体,考虑碰撞、激发、电离等过程。建立ECR等离子体放电模型,探究不同工作气压条件下ECR等离子体内的电子密度、电子温度等参数,并以此计算电子发射电流。结果表明,工作气压从0.005 Pa增加至0.04 Pa的过程中,电子发射电流从60.5 mA增加至85.2 mA,满足电子束加工所需的束源要求,为设计ECR等离子体阴极电子枪设计提供参考。 展开更多
关键词 电子回旋共振 等离子体放电 电子枪 电子束源 仿真分析
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金属异物影响的高压放电粒子仿真及放电光谱特性 被引量：1
4
作者 吴佩遥 裴少通 +2 位作者 刘勇 刘云鹏 韩旭 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4148-4163,共16页
金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物... 金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物对日盲紫外波段光辐射的影响机理。首先,搭建含金属异物的高压放电试验平台,利用紫外相机和高速相机捕获放电图像,并利用光谱仪测得放电发射光谱;其次,通过分析放电光谱,确定产生日盲紫外波段光辐射的粒子跃迁主要为N2(A^(3)Σ_(u)^(+)→X^(1)Σ_(g)^(+))和NO-γ(A^(2)Σ^(+)(v′)→X^(2)Π(v″));然后,构建二维等离子体仿真模型,计算在不同数量大金属颗粒和不同质量金属屑影响下放电过程中NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A^(3)Σ_(u)^(+))的粒子数密度,并将其与测得光谱进行对比。通过试验可知,金属异物对放电产生光辐射的促进作用具有波段的选择性,其中紫外和可见光波段的反应更为灵敏;结合仿真分析可知,金属异物通过引起放电区域内电场的畸变促进粒子的激发与电离,使NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A_(3)Σ_(u)^(+))粒子数密度增加,导致放电产生的日盲紫外波段光辐射增强。在该文试验条件下,放电产生的紫外、可见光、红外波段光辐射强度比值近似为一稳定值,约为1.1:1:0.25。 展开更多
关键词 金属异物 发射光谱 粒子仿真 等离子体 日盲紫外波段光辐射
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同轴式带孔内电极介质阻挡放电对聚丙烯和聚酯表面改性
5
作者 王赟 王伟伟 +3 位作者 樊智慧 刘峰 师贵虎 王景全 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期43-49,共7页
为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,提出了一种同轴式带孔内电极介质阻挡放电反应器.实验结果表明:带孔内电极结构具有更高的放电功率,可在更短的时间内使接触角降的更低.该反应器产生等离子体对聚丙烯和聚酯表面改性,其... 为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,提出了一种同轴式带孔内电极介质阻挡放电反应器.实验结果表明:带孔内电极结构具有更高的放电功率,可在更短的时间内使接触角降的更低.该反应器产生等离子体对聚丙烯和聚酯表面改性,其表面接触角分别从90°降低到40°和从88°降低到30°.采用3种工作气体(氦气、氩气和空气),等离子体处理效果依次提高.该研究在工业应用中有着实用价值,为改善聚合物材料表面亲水性提供参考. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 带孔内电极 材料表面改性 亲水性
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小直径潘宁离子源的脉冲时幅特性研究
6
作者 周欣鹏 刘猛 +5 位作者 龙天骏 卢彪 柯建林 马腾昊 言杰 唐建 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第6期497-503,共7页
针对小直径脉冲中子石油测井需求,开展了阳极直径小于10 mm的潘宁离子源脉冲工作特性研究。研究重点在于不同磁感应强度分布与放电间隙结构下,小直径潘宁离子源的脉冲时幅特性。研究结果表明,通过将对阴极间隙的磁感应强度提升到与阴极... 针对小直径脉冲中子石油测井需求,开展了阳极直径小于10 mm的潘宁离子源脉冲工作特性研究。研究重点在于不同磁感应强度分布与放电间隙结构下,小直径潘宁离子源的脉冲时幅特性。研究结果表明,通过将对阴极间隙的磁感应强度提升到与阴极间隙相当的水平,可以将脉冲电流幅值提升至1 mA以上,同时将延迟时间缩短至20μs以内。放电增强带来了不稳定脉冲放电及幅值跳变现象,阴极间隙和对阴极间隙的微调对其有显著影响。采用阴极间隙为1.0 mm、对阴极间隙为2.0 mm的结构时,离子源可实现较好的电流幅值、延迟时间及稳定的工作电压范围。在7.0×10~(-2)Pa至2.0×10~(-1) Pa的气压范围内,离子源能够获得1 mA至3.5 mA的电流幅值,且延迟时间控制在20μs以内,最短可达5μs。 展开更多
关键词 小型潘宁离子源 脉冲放电 电流幅值 延迟时间
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基于卷积神经网络与可视图像的类滑动放电模式识别 被引量：3
7
作者 潘如政 李怀宇 +3 位作者 崔巍 曾鑫 张帅 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期423-431,共9页
为了提高机器学习算法对类滑动放电模式识别的准确率,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neuralnetworks,CNN)与可视图像识别电晕放电、弥散放电和类滑动放电等模式的方法。通过选取气体体积流量0~16 L/min、电极间隙2~10 mm、... 为了提高机器学习算法对类滑动放电模式识别的准确率,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neuralnetworks,CNN)与可视图像识别电晕放电、弥散放电和类滑动放电等模式的方法。通过选取气体体积流量0~16 L/min、电极间隙2~10 mm、脉冲频率0.5~3 kHz等不同条件下的类滑动放电图像构建图像库,搭建CNN模型并优化影响CNN识别性能的超参数,包括网络层数、全连接层(full connected layer,FC)神经元数、卷积核尺寸以及激活函数类型,最后比较了CNN与决策树(decision tree,DT)算法和随机森林(random decision forests,RF)算法的识别效果。结果表明,CNN识别准确率为100%,高于传统机器学习方法。此外,本文还给出了放电模式及条件参数,通过基于反向传播神经网络(back propagation neural networks,BPNN)的聚类分析算法识别弥散放电和类滑动放电,并且准确率为100%。 展开更多
关键词 类滑动放电 可视图像 卷积神经网络 机器学习 模式识别 参数调控
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星载微波部件微放电阈值的改进多粒子蒙特卡罗计算方法 被引量：1
8
作者 张娜 曹猛 +2 位作者 王瑞 白春江 崔万照 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1752-1759,共8页
星载微波部件的微放电效应是导致航天器谐振类设备失谐、噪声电平抬高、输出功率下降,甚至影响通信信道乃至整个微波传输系统彻底失效的瓶颈问题之一。在设计阶段对星载微波部件微放电效应进行精准的评估是减少地面反复试验,避免延误研... 星载微波部件的微放电效应是导致航天器谐振类设备失谐、噪声电平抬高、输出功率下降,甚至影响通信信道乃至整个微波传输系统彻底失效的瓶颈问题之一。在设计阶段对星载微波部件微放电效应进行精准的评估是减少地面反复试验,避免延误研制周期的重要手段。为了进一步改善现有蒙特卡洛方法的计算准确度问题,文中提出了一种精度更高的计算星载微波部件微放电阈值的蒙特卡罗方法,该方法对参与微放电过程的初始电子进行了动态调整,采用四阶龙格-库塔法推进微波部件中电子的运动轨迹,基于Furman模型描述电子与微波表面相互作用的二次电子发射过程,按照碰撞电子产生的实际二次电子个数及对应能量参与碰撞时刻后的微放电过程,该多粒子-多碰撞过程更加客观、准确地表征了微放电效应发生的物理过程。以平板传输线和同轴传输线为例,文中所提出的方法相对于已有的蒙特卡罗方法计算精度显著提升,同时计算效率优于商用CST的粒子模拟结果。 展开更多
关键词 微放电 二次电子发射 蒙特卡罗方法 阈值 微波部件
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基于场致二次谐波的大气压脉冲流注放电时变非均匀电场测量研究 被引量：3
9
作者 赵政 郑昕雷 +3 位作者 黄宗泽 郭雨林 孙安邦 李江涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3347-3358,I0035,共13页
诊断大气压脉冲流注放电空间电场是实现流注放电精准调控和揭示等离子体不稳定性机制的重要基础。基于场致二次谐波的空间电场测量方法具有非侵入式、时空分辨率高等优点。然而,流注放电时变非均匀电场对二次谐波信号产生过程的影响规... 诊断大气压脉冲流注放电空间电场是实现流注放电精准调控和揭示等离子体不稳定性机制的重要基础。基于场致二次谐波的空间电场测量方法具有非侵入式、时空分辨率高等优点。然而,流注放电时变非均匀电场对二次谐波信号产生过程的影响规律尚不完善,真实电场标定系数随流注放电不同阶段的变化规律尚不清晰。该文首先计算二次谐波信号产生规律和电场空间分布的影响;然后,基于等离子体流体模拟,分析二次谐波信号对流注放电不同阶段时变非均匀电场的敏感程度;最后,基于纳秒脉冲激光场致二次谐波电场测量平台,实验获得了重频脉冲作用下组合电极结构产生的单根负流注轴向电场演变规律,分析脉冲重复频率对空间电场的影响机制,并针对流注放电时变非均匀电场特点提出电场致二次谐波测量优化若干建议。 展开更多
关键词 流注放电 空间电场 电场测量 场致二次谐波 脉冲放电
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表面微放电等离子体特性参数计算及介质片性质的影响 被引量：2
10
作者 陈星宇 陆晨 熊紫兰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期7256-7265,共10页
表面微放电(SMD)在不同的领域有着越来越广泛的应用。为了深入理解其放电特性及介质片性质的影响,基于放电物理过程及SMD特有的放电结构,建立了等效电路模型,并联立Boltzmann方程求解器求解电子连续性方程,得到气隙电压、等离子体电阻... 表面微放电(SMD)在不同的领域有着越来越广泛的应用。为了深入理解其放电特性及介质片性质的影响,基于放电物理过程及SMD特有的放电结构,建立了等效电路模型,并联立Boltzmann方程求解器求解电子连续性方程,得到气隙电压、等离子体电阻及电子密度等特性参数。结果表明,对于同一种类不同厚度的介质片,功率相同时的放电面积及各特性参数一致,对于不同种类的介质片,介电常数较大的介质片下SMD的放电功率、气隙电压、等离子体电阻及电子密度随外加电压的变化率较大。在电压相似的情况下,相同厚度下介电常数较大的介质片放电功率及气隙电压更大,等离子体电阻更小。最后通过比较计算功率和测量功率,验证了模型及仿真计算的正确性。 展开更多
关键词 表面微放电 介质片 气隙电压 等离子体电阻 放电功率
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AlCrN系列刀具涂层的研究现状与展望 被引量：1
11
作者 刘艳梅 张蕊 +5 位作者 黄美东 薛锐 白乌力吉 王重阳 张冬青 王铁钢 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期1-13,共13页
刀具涂层能够有效阻挡刀具材料与工件间的元素扩散,减少因摩擦产生的大量切削热,解决硬质合金刀具加工时面临的易磨损、寿命短等问题,近年来成为高速切削领域的研究热点,并得到快速发展.AlCrN涂层凭借优异的力学性能已被广泛应用,但在... 刀具涂层能够有效阻挡刀具材料与工件间的元素扩散,减少因摩擦产生的大量切削热,解决硬质合金刀具加工时面临的易磨损、寿命短等问题,近年来成为高速切削领域的研究热点,并得到快速发展.AlCrN涂层凭借优异的力学性能已被广泛应用,但在高速高载热负荷的切削环境下,涂层的抗氧化性能和耐磨性能还有待提高.因此,国内外研究者通过在AlCrN涂层中掺杂各种元素改善其服役性能.本研究分别介绍了Si和Ti掺杂对涂层微观结构、力学性能和抗氧化性能的影响,归纳了V和Mo掺杂自润滑涂层研究中的关键问题,分析了O掺杂对涂层性能的影响及其影响机理.最后,总结了兼具耐磨和抗氧化性能的高熵合金刀具涂层领域中亟待解决的关键难题以及未来的研究方向. 展开更多
关键词 AlCrN基 刀具涂层 自润滑 微观结构 力学性能 抗氧化性能
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纳秒脉冲电压幅值和上升/下降沿时间对大气压氮气DBD均匀性的影响 被引量：6
12
作者 李梦遥 王歆昀 +2 位作者 赵昱雷 刘峰 方志 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期852-860,共9页
大气压氮气介质阻挡放电在材料改性、环境保护、消毒灭菌、臭氧合成以及流动控制等领域具有广阔的应用前景,放电均匀性是影响其应用效果的关键。通过电学及光学诊断方法研究了电压幅值、上升/下降沿时间、及重复频率对纳秒脉冲氮气DBD... 大气压氮气介质阻挡放电在材料改性、环境保护、消毒灭菌、臭氧合成以及流动控制等领域具有广阔的应用前景,放电均匀性是影响其应用效果的关键。通过电学及光学诊断方法研究了电压幅值、上升/下降沿时间、及重复频率对纳秒脉冲氮气DBD均匀性和放电过程的影响。利用灰度分析方法和等效电路模型定量分析放电图像和电压电流波形,得到放电均匀性和电学微观参数。结果表明:增加电压幅值或重复频率,氮气DBD均匀性呈现不均匀到均匀再到不均匀的变化规律,并且频率较低时的氮气DBD需要更大的电压幅值以实现均匀放电;增大脉冲上升或下降沿时间会导致放电均匀性显著下降,且相比于下降沿,上升沿对放电均匀性影响更大。测量发射光谱对比了不同纳秒脉冲参数下化学活性物种含量的变化,发现增大电压幅值、重复频率均会导致N_(2)各激发态粒子谱线强度增强;脉冲上升沿或下降沿时间的增加使主要粒子谱线强度下降。此研究揭示了纳秒脉冲参数对N_(2)DBD过程影响机制,有利于制备均匀、稳定且高活性的大气压等离子体源。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 脉冲参数 介质阻挡放电 氮气 均匀性
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H_(2)O体积分数对纳秒脉冲氮气DBD均匀性的影响 被引量：2
13
作者 张东璇 杨欣欣 +2 位作者 刘峰 梅丹华 方志 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4252-4260,共9页
为产生均匀且高活性的大气压低温等离子体,提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)的应用效果,利用纳秒脉冲电源激励氮气DBD,并添加H_(2)O提高等离子体活性。通过电学和光学方法诊断研究了H_(2)O体积分数对氮气DBD特性的... 为产生均匀且高活性的大气压低温等离子体,提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)的应用效果,利用纳秒脉冲电源激励氮气DBD,并添加H_(2)O提高等离子体活性。通过电学和光学方法诊断研究了H_(2)O体积分数对氮气DBD特性的影响。利用灰度分析方法和等效电路模型定量分析放电图像和电压电流波形,得到放电均匀性和电学微观参数,计算N_(2)和N_(2)^(+)激发态粒子谱线强度比值来表征约化场强E/n的变化趋势。结果表明:由于H_(2)O的电离反应与H_(2)O吸附电子之间的竞争机制,在氮气DBD中添加H_(2)O体积分数在0到0.6%时,放电均匀性较好,进一步添加H_(2)O后,气隙出现微弱细丝,放电无法充满整个空间,放电均匀性变差。随H_(2)O体积分数增加,传输电荷、平均功率、能量效率、羟基自由基·OH谱线强度以及E/n均先增大后减小,并在H_(2)O体积分数为0.1%时到达最大值。此研究结果有利于制备均匀、稳定且高活性的大气压等离子体源。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 介质阻挡放电 水蒸气 放电特性 均匀性
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低温大气压介质阻挡氦气/氮气放电温度特性的数值研究
14
作者 闵杰 齐宏松 霍伟刚 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期775-785,共11页
当气体温度(环境温度)低于一定值时,水蒸气、氮气和氧气会随着气体温度降低逐渐液化,进而导致大气压氦气介质阻挡放电(Dielectric barrier discharges, DBD)出现独特物理特性。本文基于COMSOL多物理场耦合仿真软件建立平板介质阻挡放电... 当气体温度(环境温度)低于一定值时,水蒸气、氮气和氧气会随着气体温度降低逐渐液化,进而导致大气压氦气介质阻挡放电(Dielectric barrier discharges, DBD)出现独特物理特性。本文基于COMSOL多物理场耦合仿真软件建立平板介质阻挡放电二维轴对称流体模型,利用该模型仿真分析了气体温度对低温大气压氦气/氮气DBD的电特性、放电模式、放电产生和发展等的影响。模拟结果表明:(1)随着气体温度的降低,低温大气压氦气/氮气DBD由柱状汤森逐渐转化为柱状辉光放电;击穿电压和柱放电中电子密度都逐渐增加;柱放电向电极径向中心移动。(2)放电先在瞬时阳极附近发生后向瞬时阴极发展;在气体温度较低时,柱状放电个数较少,但放电可以发展到瞬时阴极;不同径向位置的柱状放电不是同时发生的。模拟结果加深了对大气压DBD知识的理解,增加了大气压DBD等离子体的调控参量。 展开更多
关键词 大气压介质阻挡放电 气体温度 汤森放电 辉光放电
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大气压栅状介质阻挡放电等离子体空气消毒研究 被引量：5
15
作者 张丽阳 郭云涛 +2 位作者 帖金凤 付洋洋 罗海云 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2972-2987,共16页
空气净化与消毒是控制呼吸道传染性疾病的有效途径。介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)用于空气消毒具有高效、大面积放电、低风阻等优势,但目前对其空气消毒特性、消毒因子和消毒剂量的研究不足。文中介绍了清华大学电... 空气净化与消毒是控制呼吸道传染性疾病的有效途径。介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)用于空气消毒具有高效、大面积放电、低风阻等优势,但目前对其空气消毒特性、消毒因子和消毒剂量的研究不足。文中介绍了清华大学电机系气体放电与等离子体研究团队近期关于栅状DBD等离子体空气消毒的研究进展。杀菌特性方面,重点研究了放电结构参量、湿度、微生物种类、电压类型等因素的影响,发现缩小间隙、增大电极尺寸、增加气流湿度均可提高杀菌效率和能量效率(Z值),相对湿度为60%时装置Z值可达1.68L/J;对MS2噬菌体气溶胶的单次通过净化效率可达99.5%~99.9%。杀菌因子方面,实验发现短寿命气相粒子是细菌气溶胶灭活的主要因子,长寿命粒子作用至多占总杀菌作用的30%。杀菌剂量方面,提出以比能量密度作为等离子体空气消毒的剂量参数,并基于湿空气放电的化学反应动力学模型,发现单粒子剂量与功率密度的线性关系,揭示了比能量密度作为剂量的机制。该研究可为介质阻挡放电空气消毒提供理论和工程应用支撑。 展开更多
关键词 大气压 栅状介质阻挡放电 等离子体 空气消毒 生物气溶胶
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脉冲激励下介质阻挡放电负载的特性研究 被引量：5
16
作者 方文睿 唐雄民 +1 位作者 江天鸿 李仲涛 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期171-178,188,共9页
脉冲激励能大幅度提升介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)负载的放电效率。针对传统的实验研究由于受到实验环境和材料等的限制,无法对脉冲激励下介质阻挡放电的放电特性进行更细致的研究的现状。文中以电压型脉冲激励下... 脉冲激励能大幅度提升介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)负载的放电效率。针对传统的实验研究由于受到实验环境和材料等的限制,无法对脉冲激励下介质阻挡放电的放电特性进行更细致的研究的现状。文中以电压型脉冲激励下填充气体为氩气(Ar)的DBD型负载为研究对象,通过构建DBD负载的一维流体模型对该模型的放电曲线以及在不同脉冲参数和介质层参数的条件下DBD的放电特性进行研究。结果表明:DBD负载在一个周期内产生两次极性相反的放电,第一次放电强度比第二次放电强度要高。此外,通过对放电过程的电气量的时空特征研究得出,可以通过提高脉冲电压的幅值、缩短脉冲升降沿时间、选择相对介电常数高的材料以及减少介质层厚度的方法来提高DBD负载的性能。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 脉冲电压 数值模拟 特性分析
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感应耦合等离子体离子源放电特性仿真研究 被引量：1
17
作者 李日正 倪国华 +1 位作者 孙红梅 王城 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期819-824,共6页
针对于一款放电腔直径为60 mm的射频感应耦合等离子体离子源,采用数值模拟的方法研究了射频天线和放电腔结构对氩离子密度分布的影响。结果表明,相比于均匀绕制线圈,非等匝间距的射频天线可有效提高所产生等离子体中氩离子平均密度与其... 针对于一款放电腔直径为60 mm的射频感应耦合等离子体离子源,采用数值模拟的方法研究了射频天线和放电腔结构对氩离子密度分布的影响。结果表明,相比于均匀绕制线圈,非等匝间距的射频天线可有效提高所产生等离子体中氩离子平均密度与其径向均匀性均;氩离子密度随着放电腔高度的增大先增大后减小,在高度为38 mm时达到最大值;使用阶梯式介质窗虽然可以提高氩离子的密度,但也增加了其被溅射的风险。将模拟计算结果应用于离子源实验装置的研制,实现了0.24 mA氩离子束稳定引出。 展开更多
关键词 离子源 数值模拟 感应耦合等离子体 等离子体发生器
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常压下重频纳秒脉冲气体放电试验研究 被引量：27
18
作者 邵涛 袁伟群 +6 位作者 孙广生 严萍 王珏 高巍 张适昌 苏建仓 俞建国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期161-166,共6页
气体介质在重频(PRF)纳秒脉冲作用下的绝缘特性是高重频脉冲功率技术研发的基础。采用SPG200 重频纳秒脉冲电源,通过测量常压空气介质间隙(5、10、15、20mm),在不同重复频率(1、10、100、500、1000Hz)、不同电压幅值(60、80、100kV)作... 气体介质在重频(PRF)纳秒脉冲作用下的绝缘特性是高重频脉冲功率技术研发的基础。采用SPG200 重频纳秒脉冲电源,通过测量常压空气介质间隙(5、10、15、20mm),在不同重复频率(1、10、100、500、1000Hz)、不同电压幅值(60、80、100kV)作用下的击穿电压、电流、击穿延时及耐受时间,研究了空气的绝缘特性。结果显示重频脉冲常压下空气的击穿场强比单次脉冲时低得多;随击穿场强的增大,击穿时延、重频耐受时间均有减小的趋势,高PRF 时减小趋缓。低PRF 下的放电发展过程与单次时的放电发展过程差别不大,而与高PRF 下的不同。最后对纳秒脉冲下击穿时延及放电机理等进行了一些讨论。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 试验研究 气体放电 压下 脉冲功率技术 绝缘特性 击穿场强 发展过程 PRF 脉冲作用 气体介质 脉冲电源 空气介质 重复频率 电压幅值 击穿电压 单次脉冲 放电机理 高重频 500 时间 耐受 时延 减小 电流
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空气中纳秒脉冲均匀DBD增加聚合物的表面亲水性 被引量：30
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作者 牛铮 邵涛 +3 位作者 章程 于洋 姜慧 严萍 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1536-1541,共6页
介质阻挡放电(DBD)产生的等离子体对于聚合物材料表面改性有着显著的效果,但在大气压下DBD通常表现为丝状放电导致处理不均匀,使其应用受限。为此采用单极性重复频率ns脉冲电源在常压空气中产生均匀DBD,利用不同的条件对聚对苯二甲酸乙... 介质阻挡放电(DBD)产生的等离子体对于聚合物材料表面改性有着显著的效果,但在大气压下DBD通常表现为丝状放电导致处理不均匀,使其应用受限。为此采用单极性重复频率ns脉冲电源在常压空气中产生均匀DBD,利用不同的条件对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚四氟乙烯(PTFE)材料薄膜表面进行改性处理。结果显示均匀DBD能有效提高材料薄膜表面的亲水性,并且改性效果与处理时间、施加电压、重复频率和气隙间距密切相关。较高的施加电压和重复频率,以及较长的处理时间和较窄的气隙间距可以获得比较好的改性效果。实验结果可以为聚合物改性应用优化提供很好的参考。 展开更多
关键词 NS脉冲 介质阻挡放电(DBD) 等离子体 聚合物 表面改性 亲水性
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常压介质阻挡放电等离子体发射光谱诊断及其在材料表面改性中的应用 被引量：18
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作者 唐晓亮 冯贤平 +2 位作者 黎志光 闫永辉 邱高 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1437-1440,共4页
使用介质阻挡放电光谱诊断装置,分析了常压等离子体放电电流与放电间隙的变化关系,提出了“放电临界间隙”的概念,记录和比较了空气和氩气常压介质阻挡放电等离子体发射光谱,并运用同一元素谱线的相对强度来诊断电子温度等物理参量,以... 使用介质阻挡放电光谱诊断装置,分析了常压等离子体放电电流与放电间隙的变化关系,提出了“放电临界间隙”的概念,记录和比较了空气和氩气常压介质阻挡放电等离子体发射光谱,并运用同一元素谱线的相对强度来诊断电子温度等物理参量,以达到对材料表面改性过程的实时监控。工作的结果对常压介质阻挡放电及其在材料改性中的应用具有重要的意义。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 材料表面改性 电子温度 变化关系 临界 相对强度 常压 诊断 等离子体发射光谱 用具
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