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大气压冷等离子体射流表面微加工技术研究进展
1
作者 王涛 王紫婷 +3 位作者 徐学张 时礼平 李蒙 饶思贤 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期23-41,共19页
随着柔性电子、微机电系统以及集成电路的快速发展,材料表面微加工需求日益迫切。现有湿法工艺及基于半导体的表面微加工技术在加工效率和环保等方面存在诸多局限。大气压冷等离子体射流表面微加工技术具有绿色环保、成本低廉、温度低... 随着柔性电子、微机电系统以及集成电路的快速发展,材料表面微加工需求日益迫切。现有湿法工艺及基于半导体的表面微加工技术在加工效率和环保等方面存在诸多局限。大气压冷等离子体射流表面微加工技术具有绿色环保、成本低廉、温度低、纯干法、无机械接触、活性强等优点,可以实现材料表面局域改性、图形化刻蚀以及功能薄膜沉积等,在表面微加工方面应用潜力巨大,但是对大气压冷等离子体射流表面微加工的研究进展尚缺乏系统综述。总结和分析大气压冷等离子体射流产生方式及常用电极结构形式;重点阐述大气压冷等离子体射流材料表面微加工技术的研究现状;探讨等离子体射流表面微加工技术目前还存在的主要问题,并指出其未来发展方向,以期增进对大气压冷等离子体射流表面微加工新方法和新技术的认识,提升大气压冷等离子体射流在柔性电子、微机电系统以及集成电路等先进制造领域的应用水平。 展开更多
关键词 大气压等离子体射流 微加工 表面改性 刻蚀 薄膜沉积
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开放环境中大气压氩气微等离子体射流特性 被引量：2
2
作者 夏凌寒 常泽洲 +3 位作者 李伊濛 石若立 成永红 孟国栋 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期5638-5647,共10页
微等离子体射流具有较高的等离子体密度和处理精度,广泛应用在纳米材料制备、精密加工和表面刻蚀等领域,然而开放环境中大气压微等离子体射流特性的调控方法和机制尚不明晰。为此搭建了大气压微等离子体射流源及原位诊断系统,实现了直径... 微等离子体射流具有较高的等离子体密度和处理精度,广泛应用在纳米材料制备、精密加工和表面刻蚀等领域,然而开放环境中大气压微等离子体射流特性的调控方法和机制尚不明晰。为此搭建了大气压微等离子体射流源及原位诊断系统,实现了直径为50~200μm的大气压氩气微等离子体射流,并通过电压/电流波形、射流图像和发射光谱分析了毛细管内径、气体流量、施加电压对微等离子体放电特性、射流长度、气体温度以及电子密度的影响。结果表明:减小管径可以降低气体温度和射流长度并增大击穿电压和电子密度;当射流处于层流和过渡模式的临界状态时,微等离子体射流性能最佳;增加施加电压可以增大射流长度、气体温度和电子密度;气体温度、电子密度分别由射流比表面积和输入能量密度决定,活性粒子沿径向扩散降低了射流长度和电子密度。研究成果揭示了宏观参数调控开放环境中大气压微等离子体射流特性的规律和机制,对微等离子体射流的应用具有重要意义。 展开更多
关键词 大气压 氩气 微等离子体 射流 射流特性
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介质管介电常数对大气压Ar冷等离子体射流特性的影响
3
作者 姚廷昱 王硕 +2 位作者 田淼 刘富成 贺亚峰 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期247-253,共7页
通过二维流体模型,研究介质管的介电常数对大气压氩气冷等离子体射流放电性质的影响.结果表明,射流在介质管内外具有不同的放电性质.当射流在介质管内时,电离波沿着介质管内表面向管口传播,因而呈现环状结构,其传播速度先增加后减小.介... 通过二维流体模型,研究介质管的介电常数对大气压氩气冷等离子体射流放电性质的影响.结果表明,射流在介质管内外具有不同的放电性质.当射流在介质管内时,电离波沿着介质管内表面向管口传播,因而呈现环状结构,其传播速度先增加后减小.介电常数越大,环形结构的半径越小,电子密度越低,射流传播的速度也越小.当射流喷出管口后,射流的传播速度迅速提升,然后减小,介电常数越大,提升越快.随着射流的传播,环状结构不断收缩,最终消失.研究结果对大气压冷等离子体源的设计和优化具有一定的理论指导意义. 展开更多
关键词 大气压冷等离子体射流 介电常数 流体模型
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大气压氩气等离子体射流长度的影响因素 被引量：29
4
作者 张冠军 詹江杨 +1 位作者 邵先军 彭兆裕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1432-1438,共7页
为了研究不同大气压氩气射流结构的放电特性以及气流速率、外施电压和电极结构对射流体长度的影响,设计了外表面双电极、外表面单电极和中心同轴电极3种不同结构的氩气等离子体射流装置,并结合气体动力学和静电场进行了分析。实验结果表... 为了研究不同大气压氩气射流结构的放电特性以及气流速率、外施电压和电极结构对射流体长度的影响,设计了外表面双电极、外表面单电极和中心同轴电极3种不同结构的氩气等离子体射流装置,并结合气体动力学和静电场进行了分析。实验结果表明,随着气流速率的增加,射流管内的氩气流动状态会经历从最初的层流态到中间的过渡态再到最后的湍流态的过程,相应的射流体长度也随着气流速率的增加先增大后减小,并在雷诺数为2000～3000时达到最大值。总体上来说,在同一气流速率下,单电极结构的射流体长度略大于双电极结构,而中心电极结构的射流长度较短;中心电极结构的放电最为稳定,双电极次之,单电极最差。分析认为,射流体长度主要取决于流注崩头的高能电子,由于双电极和单电极结构的电场以轴向分量为主,放电类似于流注放电,射流体较长;而中心电极结构的电场集中在中心电极尖端,放电起始于电晕放电,射流体较短。同样受电场分布的影响,随着射流管内径的增大,双电极和单电极结构的射流体长度最大值先增大后逐渐趋于饱和,而中心电极结构的射流体长度最大值则略有减小。 展开更多
关键词 大气压等离子体射流(appjs) Ar等离子体 射流长度 气流速率 电极结构 电场强度
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基于OH基团二级光谱的氩大气压等离子体射流温度诊断 被引量：9
5
作者 常正实 邵先军 张冠军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1736-1741,共6页
为了应用OH基团的二级光谱来诊断大气压等离子体射流(APPJs)的温度,首先采用线性场电极结构产生了氩大气压等离子体射流,利用增强型电荷耦合器件(ICCD)和三光栅光谱仪,拍摄了200～900nm波长范围内氩APPJs的光谱,并对光谱进行了辨认及分... 为了应用OH基团的二级光谱来诊断大气压等离子体射流(APPJs)的温度,首先采用线性场电极结构产生了氩大气压等离子体射流,利用增强型电荷耦合器件(ICCD)和三光栅光谱仪,拍摄了200～900nm波长范围内氩APPJs的光谱,并对光谱进行了辨认及分析,结果表明,除了氩原子的2p-1s(帕邢符号)跃迁谱线外,还存在一些分子基团的一级和二级光栅光谱,且其二级光谱的分辨率远高于一级光谱,其中OH(其相应跃迁为A2∑+→X2П)自由基尤为明显。然后选择OH(A2∑+→X2П)自由基的二级光谱诊断了OH自由基的转动温度(近似为等离子体射流的温度),并探讨了该温度随外施电压幅值、气体体积流量的变化,结果表明,在其他实验条件(如管径、电极间距和电极宽度)给定的情况下,氩APPJs的温度随外施电压幅值和气体体积流量的增大而都呈现先下降后上升的趋势,当外施电压幅值为10kV、气体体积流量为4L/min时,温度达到最小值348K。上述结果将为氩AP-PJs的参数调节及应用提供重要的帮助。 展开更多
关键词 线性场电极结构 大气压等离子体射流(appjs) 等离子体光谱 二级光栅光谱 转动温度 等离子 体温度
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气体流速对大气压氩气等离子体射流影响的实验与仿真 被引量：20
6
作者 邵先军 张冠军 +3 位作者 詹江杨 李娅西 张增辉 彭兆裕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1499-1504,共6页
为了研究气体流速对Ar大气压等离子体射流(APPJ)的影响,首先对其进行了实验研究,并通过建立二维轴对称模型,数值仿真了Ar气流在空气中的流速与摩尔分数分布。考虑了高流速下湍流对APPJ的影响,耦合求解了连续性方程、N-S方程、K-ε湍流... 为了研究气体流速对Ar大气压等离子体射流(APPJ)的影响,首先对其进行了实验研究,并通过建立二维轴对称模型,数值仿真了Ar气流在空气中的流速与摩尔分数分布。考虑了高流速下湍流对APPJ的影响,耦合求解了连续性方程、N-S方程、K-ε湍流方程以及混合气体的组分输运方程。实验结果表明,随Ar流速的变化APPJ表现为层流、过渡态和湍流3种模式,当流动为过渡态时APPJ长度为最长。仿真结果表明,当流动处于层流时,随着流速的增加,径向的Ar速度与摩尔分数逐渐增大,这与APPJ长度随Ar流速逐渐变长的实验结果相符合;当流动处于湍流时,Ar的径向扩散陡然上升,Ar头部的摩尔分数下降,这也与实验中观察到的当Ar流速很大时射流长度反而变短的现象基本相符合。 展开更多
关键词 大气压等离子体射流(appj) 氩气等离子体 射流长度 氩气摩尔分数 数值仿真 湍流模型
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大气压放电氦气等离子体射流特性 被引量：15
7
作者 侯世英 罗书豪 +1 位作者 孙韬 曾鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1207-1213,共7页
为研究大气压下不同氦气等离子体射流结构的电特性及其射流影响因素,对外表面双电极、针-环电极、单电极结构下的大气压放电氦气等离子体射流特性进行了实验分析。分别观测、对比了不同实验条件,如电极位置、电极尺寸、外加电压和气体... 为研究大气压下不同氦气等离子体射流结构的电特性及其射流影响因素,对外表面双电极、针-环电极、单电极结构下的大气压放电氦气等离子体射流特性进行了实验分析。分别观测、对比了不同实验条件,如电极位置、电极尺寸、外加电压和气体体积流量等,对等离子体射流的影响。结果表明:外表面双电极和针-环电极结构均可实现稳定的多脉冲放电;处于层流状态时,3种结构下等离子体射流长度均随着电压的升高而变长;当针-环电极结构的接地电极远离喷口,或是单电极结构的高压电极远离喷口时,射流长度均会缩短;外表面双电极和单电极结构中,高压电极宽度的增大会使射流长度变长,但针-环结构中电极宽度增大反而会导致射流长度缩短;针-环电极结构的伏安曲线、功率特性曲线均比外表面双电极结构的对应曲线"陡",且针-环电极结构的放电功率相对较高。 展开更多
关键词 大气压等离子体 射流 电极参数 射流长度 多脉冲 介质阻挡放电
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大气压射流等离子体中O及OH自由基的发射光谱在线诊断 被引量：13
8
作者 刘忠伟 陈强 +3 位作者 王正铎 杨丽珍 李斌 王传月 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2461-2464,共4页
OH自由基及氧原子在大气化学、表面处理及化学污染物分解等方面有着重要的作用。利用发射光谱技术在线测量了大气压射流等离子体中OH自由基紫外波段与O自由基777,844 nm波段的发射光谱。研究了OH自由基与氧原子光谱强度随放电功率及放... OH自由基及氧原子在大气化学、表面处理及化学污染物分解等方面有着重要的作用。利用发射光谱技术在线测量了大气压射流等离子体中OH自由基紫外波段与O自由基777,844 nm波段的发射光谱。研究了OH自由基与氧原子光谱强度随放电功率及放电体系中所加入的氧浓度的变化。将实验测得的OH自由基光谱图与用Lifbase数据库模拟光谱图进行比较,估算了OH自由基的转动温度。结果表明:OH自由基的转动温度随放电功率的增加而增加,随工作气体流速的增加而减小。 展开更多
关键词 大气压等离子体 射流 自由基 发射光谱 等离子体诊断
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中频正弦电压下大气压氦等离子体射流的产生机理 被引量：9
9
作者 邵先军 江南 +1 位作者 张冠军 曹则贤 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1697-1703,共7页
为了探讨He大气压等离子体射流(APPJ)的产生机理,采用增强型电荷耦合元件(ICCD)分别拍摄HeAPPJ的纵截面和横截面图像发现,He在17kHz中频正弦外施电压下正负半周的APPJ图像不对称,在正半周电压下,He APPJ以空间流光的形式向石英管口传输... 为了探讨He大气压等离子体射流(APPJ)的产生机理,采用增强型电荷耦合元件(ICCD)分别拍摄HeAPPJ的纵截面和横截面图像发现,He在17kHz中频正弦外施电压下正负半周的APPJ图像不对称,在正半周电压下,He APPJ以空间流光的形式向石英管口传输,至石英管外转换为沿He/Air界面传输的沿面放电;而在负半周电压下,He APPJ传播较正半周下短,为一种典型的存在于He气流中的电晕放电现象。研究APPJ长度与管内介质阻挡放电(DBD)放电模式的关系发现,随着外施电压的升高,DBD放电将依次呈现出"倍周期"、"混沌"、"流光-辉光过渡"、"非对称辉光"、"对称辉光"和"辉光+丝状"等6种模式,各个模式的放电电流波形具有不同的特征,等离子体羽流长度并不是单纯地随着外施电压增大而增长的量,而是放电所产生的He激发态粒子浓度与放电对气流的扰动两方面共同作用的结果。 展开更多
关键词 大气压等离子体射流(appj) 沿面放电 电晕放电 介质阻挡放电(DBD) 放电模式 等离子体羽流长度
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基于激光诱导荧光法诊断大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子的时空分布 被引量：24
10
作者 吴淑群 董熙 +2 位作者 裴学凯 岳远富 卢新培 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期82-94,共13页
由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自... 由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自由基和O原子的寿命时间分别为1ms和3ms,远大于脉冲放电持续时间;采用拟合衰减曲线法,得到OH自由基的绝对密度为1012~1013cm-3;发现离喷嘴口越远,OH自由基和O原子密度越低。然而,即使距离喷嘴口数cm的地方,仍然存在大量的OH自由基和O原子;OH自由基和O原子的密度随激励频率和脉冲电压幅值的增加而升高,随H_2O含量和O_2含量的升高而出现先增大后减小的趋势。其中,当氦气中H_2O含量为0.012%时,OH自由基密度达到最大值。当氦气中O2含量为0.5%时,O原子密度达到最大值。本文研究为调控和优化低温等离子体射流中OH自由基和O原子密度提供重要科学依据。 展开更多
关键词 大气压低温等离子体射流 激光诱导荧光 活性粒子 等离子体医学 OH自由基 O原子 等离子体活性
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大气压氩等离子体射流的放电特性 被引量：29
11
作者 方志 刘源 蔡玲玲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1613-1622,共10页
为了深入地理解大气压等离子体射流放电机理和优化其放电效率,通过对大气压氩等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量及发射光谱和发光图像等光学特性诊断,研究了外电极距石英玻璃管口不同距离时,氩等离子体射流放... 为了深入地理解大气压等离子体射流放电机理和优化其放电效率,通过对大气压氩等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量及发射光谱和发光图像等光学特性诊断,研究了外电极距石英玻璃管口不同距离时,氩等离子体射流放电的放电特性和演变规律。计算放电功率、传输电荷量、电子激发温度、分子振动温度和分子转动温度等主要放电参量后,研究了它们随外加电压增加的变化趋势,并结合放电机理对所得实验结果进行了分析。结果表明,氩等离子体射流主要产生的粒子有OH、N2、Ar和少量的O,随着外电极位置的不同,气体温度在317～395K之间变化,为典型的低温等离子体;外电极位置影响放电模式和放电起始电压,在氩射流阶段,电子激发温度在不同外电极位置条件下相差不大。当外电极距离管口40mm时,外加电压幅值达8kV时,放电功率和传输电荷最大,放电效果和发光强度也最强,由Penning效应产生的OH谱线强度也最强,因此,用于聚合物材料表面改性等应用时,可以采用此运行参数,以达到更好处理效果。 展开更多
关键词 低温等离子体射流 大气压 放电特性 放电参量 演变规律 外电极
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大气压Ar/H_2O等离子体射流的放电特性 被引量：11
12
作者 方志 靳君 +1 位作者 张荐 姚正秋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2049-2056,共8页
为促进大气压Ar／H2O等离子体射流放电在材料表面改性、等离子体医学及环境工程等方面的应用，研究了大气压Ar／H2O等离子体射流放电模式和放电参量。测量了这种射流在不同外加电压下的电气特性、发光特性及光谱特性，并据此计算得到主... 为促进大气压Ar／H2O等离子体射流放电在材料表面改性、等离子体医学及环境工程等方面的应用，研究了大气压Ar／H2O等离子体射流放电模式和放电参量。测量了这种射流在不同外加电压下的电气特性、发光特性及光谱特性，并据此计算得到主要放电参量，如放电功率、传输电荷、电子激发温度、分子振动温度以及转动温度等随外加电压的变化规律。结果表明：随着外加电压的增大，大气压Ar／H2O等离子体射流放电模式可分为电晕放电、介质阻挡放电和射流放电3个阶段，并可通过电压电流波形图和发光图像进行区分。Ar／H2O等离子体射流产生的粒子主要有Ar、OH以及少量的O和N2等。随着外加电压的增大，放电功率、传输电荷及主要粒子（包括OH）的谱线强度都随着外加电压的增大而增大。当外加电压从7kV增加到9．5kV时，分子振动温度和转动温度随着外加电压的增大而增大，其变化范围分别为1000－2200K和350-550K。当外加电压为9．5kV时，电子激发温度为0．646eV。 展开更多
关键词 低温等离子体 大气压 等离子体射流 变化规律 放电特性 放电模式 放电参量
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大气压直流微等离子体射流研究 被引量：8
13
作者 郑培超 王鸿梅 +4 位作者 李建权 韩海燕 徐国华 沈成银 储焰南 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期289-292,共4页
介绍了一种结构简单、制作方便的微米量级大气压等离子体射流。这种微等离子体射流由直流电源驱动,可在多种工作气体(如Ar,He,N2等)中实现大气压放电,产生高电流密度的辉光放电。为了确定微等离子射流产生的激发物种成分,测量了以Ar和N... 介绍了一种结构简单、制作方便的微米量级大气压等离子体射流。这种微等离子体射流由直流电源驱动,可在多种工作气体(如Ar,He,N2等)中实现大气压放电,产生高电流密度的辉光放电。为了确定微等离子射流产生的激发物种成分,测量了以Ar和N2为工作气体的等离子体发射光谱。利用发射光谱相对强度比值法测量了氩气微等离子体射流的电子激发温度。实验显示,其电子激发温度约为3000 K,这远低于大气压等离子体炬的电子激发温度。利用N2的二正带发射光谱得到微等离子体的振动温度约为2500K;利用其电学参数估算电子密度在1013cm-3量级。利用此微等离子体射流进行了普通打印纸表面处理的应用实验。结果显示,这种微等离子体射流能够明显的提高普通打印纸的亲水性。 展开更多
关键词 微等离子体射流 大气压 发射光谱
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双环电极大气压氦气等离子体射流的特性及其影响因素 被引量：6
14
作者 侯世英 罗书豪 +3 位作者 刘坤 曾鹏 肖旭 张闯 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1569-1576,共8页
大气压等离子体射流(APPJ)具有极强的应用前景,近年来在国际上引起了重大关注,成为气体放电领域的重要研究课题。为了进一步掌握其射流特性及影响因素,设计并制作了外表面双环电极氦气等离子体射流装置,通过实验研究了电极宽度、电极与... 大气压等离子体射流(APPJ)具有极强的应用前景,近年来在国际上引起了重大关注,成为气体放电领域的重要研究课题。为了进一步掌握其射流特性及影响因素,设计并制作了外表面双环电极氦气等离子体射流装置,通过实验研究了电极宽度、电极与喷口距离对射流功率及射流长度的影响,并在实验的基础上,分析了放电的发展过程以及各现象的物理机理。实验结果表明:随着外加电压的不断升高,APPJ半周期内的放电电流脉冲个数从1个逐步升至2个、3个,随后放电电流出现不规则丝状,直至2个电极间沿外表面击穿;增大高压电极的宽度或缩短高压电极离喷口的距离,都有利于APPJ放电功率的提升;2个电极间距越大、高压电极离喷口越远,最大射流长度越长,而初始的射流长度由高压电极宽度决定;随着氦气流量的增加,APPJ的射流长度先增长,然后下降,最终趋于平稳,在射流长度的下降阶段会出现长度多波峰现象。 展开更多
关键词 大气压等离子体射流 介质阻挡放电 放电特性 射流长度 多脉冲放电 电极参数
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预电离大气压低温等离子体射流及其在表面清洗中的应用 被引量：17
15
作者 金英 钱牧扬 +1 位作者 任春生 王德真 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1682-1689,共8页
具有高化学活性的大气压放电低温等离子体射流具有潜在的应用价值。为此,介绍了一种利用预电离办法产生Ar/O2等离子体大气压低温射流及其在表面油污清洗中的应用。采用针电极放电等离子体作为预电离源,为射流介质阻挡放电(DBD)提供种子... 具有高化学活性的大气压放电低温等离子体射流具有潜在的应用价值。为此,介绍了一种利用预电离办法产生Ar/O2等离子体大气压低温射流及其在表面油污清洗中的应用。采用针电极放电等离子体作为预电离源,为射流介质阻挡放电(DBD)提供种子电子,使得射流DBD的击穿与维持电压得以降低,即使在氧气与氩气体积比高达6%时,也可以产生均匀稳定的放电模式。采用光纤温度传感器检测得到放电等离子体气体温度在390～440K,而Boltzmann斜率法计算得到的电子激发温度为4640K,通过示踪元素法计算得到氧原子数密度在1017 cm-3量级。将该射流应用到玻璃表面油污清洗,最大清洗速率可达0.1mm/s。所以预电离技术可以产生具有高化学活性的均匀放电的大气压低温等离子体射流,该射流在表面油污清洗中具有较高效率。 展开更多
关键词 大气压低温等离子体射流 化学活性 预电离 电子数密度 氧原子数密度 表面清洗
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大气压氩等离子体射流特性 被引量：9
16
作者 杨安 聂秋月 +3 位作者 王志斌 李和平 张西正 包成玉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1763-1769,共7页
为了在大气压下获得均匀、稳定且具有较大体积的氩气介质阻挡放电等离子体射流,提出了一种新的同轴型具有螺纹型内电极结构的等离子体发生器结构设计,在大气压开放环境下获得了均匀稳定的类辉光氩气介质阻挡放电等离子体射流。实验和初... 为了在大气压下获得均匀、稳定且具有较大体积的氩气介质阻挡放电等离子体射流,提出了一种新的同轴型具有螺纹型内电极结构的等离子体发生器结构设计,在大气压开放环境下获得了均匀稳定的类辉光氩气介质阻挡放电等离子体射流。实验和初步的零维数值模拟结果表明:在所研究的工作参数范围内,放电随外加电压的增加可工作于初始放电阶段、过渡阶段、稳定放电和不稳定放电阶段;在稳定放电模式下,均匀弥散的类辉光放电可充满内径为8.9mm的玻璃管,发射光谱测量结果表明在等离子体射流区含有多种化学活性粒子;数值计算和实验测量所估算的等离子体射流长度基本一致(可为30mm以上),且等离子体射流发射光谱强度的轴向分布与其中亚稳态粒子的退激发过程相关。 展开更多
关键词 大气压等离子体 介质阻挡放电 氩等离子体射流 螺纹型电极结构 电特性 光谱特性
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增强聚丙烯薄膜表面经大气压氩等离子体射流改性后的亲水性 被引量：15
17
作者 刘源 方志 蔡玲玲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1141-1149,共9页
为了研究等离子体射流在薄膜表面改性方面的应用,利用大气压氩等离子体射流对聚丙烯(polypropylene,简称PP)薄膜进行表面改性来增强其表面亲水性,通过测量电压电流波形、Lissajous图形和发射光谱等来诊断其放电特性,通过水接触角和表面... 为了研究等离子体射流在薄膜表面改性方面的应用,利用大气压氩等离子体射流对聚丙烯(polypropylene,简称PP)薄膜进行表面改性来增强其表面亲水性,通过测量电压电流波形、Lissajous图形和发射光谱等来诊断其放电特性,通过水接触角和表面能测量等手段来研究等离子体射流处理对PP薄膜表面特性的影响,为实际应用选择最优的处理条件提供参考。研究了改性距离、处理时间和功率密度等参数对改性效果的影响,考察了处理后的PP薄膜放置在空气中的老化效应,并对所得到的结果进行了分析。结果表明,氩等离子体射流产生的粒子主要有OH、N2、Ar和少量的O,其气体温度在317～362K范围内变化,是典型的低温等离子体。PP薄膜经大气压氩等离子体射流处理后,其表面水接触角下降,表面能上升,两者均在一定处理时间内达到饱和状态。处理后表面水接触角可下降到最小值55°,表面能可增加到最大值45.313mJ/m2。通过减小改性距离、增加功率密度可以缩短时间并提高改性效果,从而提高处理效率。改性后的PP薄膜存在老化效应,但即使放置10d后,其表面水接触角仍为70.5°,远低于处理前的值。 展开更多
关键词 等离子体射流 大气压 表面改性 聚丙烯(PP)薄膜 亲水性 功率密度 改性距离
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大气压非平衡等离子体射流 被引量：25
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作者 吴淑群 聂兰兰 卢新培 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2602-2624,共23页
大气压非平衡等离子体射流(APNP-Js)的显著优点是可以在开放空间内而非狭窄放电间隙内(如介质阻挡放电)产生非平衡等离子体,APNP-Js已成为低温等离子体应用领域的1项新型关键技术。为此,首先从驱动电源的角度出发,分别介绍了直流、交流... 大气压非平衡等离子体射流(APNP-Js)的显著优点是可以在开放空间内而非狭窄放电间隙内(如介质阻挡放电)产生非平衡等离子体,APNP-Js已成为低温等离子体应用领域的1项新型关键技术。为此,首先从驱动电源的角度出发,分别介绍了直流、交流、射频、微波、脉冲和双电源驱动的几种典型APNP-Js。其次比较了不同电源驱动的APNP-Js特性,发现在消耗功率相同的情况下,脉冲驱动模式下的APNP-Js长度更长,APNP-Js推进速度更快,活性粒子数密度更高,而气体温度则保持在常温。再次进一步分析了电源参数对APNP-Js的影响,1随着频率从1 Hz上升至射频范围,APNP-Js长度总体变短,APNP-Js推进形状由"等离子体子弹"转变为连续柱状;2随着脉冲上升沿从几μs降低至50 ns,不仅APNP-Js推进速度加快,而且APNP-Js长度增加,电子温度更高,活性更强;3通过比较正负极性电压驱动的APNP-Js特性,发现负极性APNP-Js长度更短,APNP-Js推进速度更慢,射流携带电流更小,但等离子体通道中电场强度更高。最后讨论了驱动电源特性与APNP-Js参数之间的关系,并对APNP-Js面临的一些关键问题和发展方向进行了展望,如利用最少的电源功率来驱动APNP-Js以获得最高的活性粒子数密度、电源输出能量耦合进等离子体后如何分配优化等。 展开更多
关键词 大气压非平衡等离子体 等离子体射流 脉冲放电 活性粒子 等离子体医学 驱动电源 气体放电
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大气压等离子体射流阵列研究进展 被引量：7
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作者 周耀东 方志 吴伟杰 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1294-1303,共10页
大气压低温等离子体射流是一种新型的等离子体放电技术,它具有运行温度低、可控性好、操作简单等特点,但其产生的等离子体体积小,不适合大面积处理。对单个等离子射流源进行一维、二维上的扩展形成阵列结构,可产生大面积低温等离子体,... 大气压低温等离子体射流是一种新型的等离子体放电技术,它具有运行温度低、可控性好、操作简单等特点,但其产生的等离子体体积小,不适合大面积处理。对单个等离子射流源进行一维、二维上的扩展形成阵列结构,可产生大面积低温等离子体,具有更强的处理灵活性和实用性。等离子体射流阵列成为近年来研究热点。本文综述了大气压等离子体射流阵列的研究现状,总结了各种射流阵列的产生结构和组成阵列的射流单元的结构以及驱动电源类型等,分析了射流阵列放电特性及诊断方法,介绍了射流阵列的典型应用效果,讨论了射流阵列的产生机理以及研究中存在的一些需要解决的问题。 展开更多
关键词 大气压 低温等离子体 射流 阵列 综述
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内电极直径对大气压氩等离子体射流放电特性的影响 被引量：6
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作者 刘建峰 方志 周耀东 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1214-1221,共8页
为了研究电极结构对大气压等离子体射流放电特性的影响,通过氩等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量以及发射光谱及发光图像的光学特性的诊断,研究了内电极直径对氩等离子体射流放电特性的影响。实验研究了内电... 为了研究电极结构对大气压等离子体射流放电特性的影响,通过氩等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量以及发射光谱及发光图像的光学特性的诊断,研究了内电极直径对氩等离子体射流放电特性的影响。实验研究了内电极直径分别为0.5、0.95、1.6 mm时,氩等离子体射流放电的演变规律,并进一步计算得到了放电功率、传输电荷、电子激发温度、分子转动温度和振动温度等,分析了它们随内电极直径变化的规律及机理。结果表明,氩等离子体射流放电可分为电晕放电、DBD以及射流形成3个阶段,这3个阶段可通过测得的电气特性和发光特性进行区分。内电极直径对氩射流特性的影响主要表现在射流阶段:随着电极直径逐渐减小,放电面积增加,放电变强,相应的放电电流脉冲的幅度和激发态粒子数量增加,放电功率和传输电荷也更多。内电极直径越小,分子振动温度、分子转动温度和电子激发温度也越小。分子振动温度和分子转动温度随电压幅值的增加而增大。 展开更多
关键词 等离子体射流 大气压 放电特性 内电极 放电参量 演变规律
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