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冷等离子体射流和微量润滑复合微铣削Ti-6Al-4V钛合金加工性能研究
1
作者 杨巍 王帅帅 +2 位作者 刘吉宇 宋金龙 刘新 《电加工与模具》 北大核心 2025年第3期86-91,共6页
Ti-6Al-4V钛合金(TC4)是一种高塑性金属材料,机械加工时常出现表面精度较差、加工毛刺较多等问题。采用冷等离子体射流复合微量润滑的多能场加工方法对TC4钛合金进行微细铣削加工,研究干切削、微量润滑、冷等离子体射流、冷等离子体射... Ti-6Al-4V钛合金(TC4)是一种高塑性金属材料,机械加工时常出现表面精度较差、加工毛刺较多等问题。采用冷等离子体射流复合微量润滑的多能场加工方法对TC4钛合金进行微细铣削加工,研究干切削、微量润滑、冷等离子体射流、冷等离子体射流复合微量润滑四种工况的加工性能。结果表明,冷等离子体射流能提高生物基润滑油在TC4钛合金表面的铺展性能和表面微观硬度;相较于干切削,微量润滑、冷等离子体射流和冷等离子体射流复合微量润滑均能降低材料切削力和表面粗糙度值,抑制边缘毛刺产生。 展开更多
关键词 TC4 冷等离子体射流 微量润滑 表面粗糙度 表面形貌
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低温等离子体射流抑制马铃薯块茎发芽条件优化
2
作者 王相友 陈胜发 +1 位作者 娄静 刘书玮 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期282-289,共8页
为了解决马铃薯在贮藏过程中块茎发芽的问题,该研究采用低温等离子体射流技术抑制马铃薯发芽进行了系统研究,并确定其优化处理条件。该研究优化了等离子体处理参数,包括电压、气体流速和处理时间,以有效控制马铃薯发芽并减少贮藏期间的... 为了解决马铃薯在贮藏过程中块茎发芽的问题,该研究采用低温等离子体射流技术抑制马铃薯发芽进行了系统研究,并确定其优化处理条件。该研究优化了等离子体处理参数,包括电压、气体流速和处理时间,以有效控制马铃薯发芽并减少贮藏期间的质量损失,测定了贮藏中马铃薯的硬度、脆性等品质指标以及抗氧化酶活性。研究结果表明,低温等离子体处理马铃薯的优化条件为电压18 kV、处理时间20 s、气体流速13 L/min。在优化条件下,马铃薯的发芽率为31.42%,失重率为2.15%。与空白对照组相比,低温等离子体处理组显著提高了马铃薯抗氧化酶(catalase,CAT、superoxide dismutase,SOD等)的活性。贮藏16 d时,等离子体处理组的SOD活性与CAT活性分别比对照增加了52.63%和29.27%(P<0.05);处理组过氧化物酶(peroxidase,POD)与多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性分别比对照组增加了8.69%和18.58%(P<0.05)。与空白对照相比,等离子体处理组提高了马铃薯的硬度和脆性,处理组硬度比对照组增加了6.06%(P<0.05),处理组脆性在16 d内仅降低24%,而对照组则降低了37.19%(P<0.05)。此外,等离子体处理还减少了还原糖积累和干物质消耗,从而保持了马铃薯的贮藏品质,其中处理组还原糖比对照组减少了32.56%,处理组干物质比对照组增加了7.66%(P<0.05)。因此,合理使用等离子体处理能够有效抑制和减缓马铃薯块茎的发芽过程,研究结果可为揭示等离子体技术在抑制马铃薯块茎发芽的作用机制提供参考。 展开更多
关键词 马铃薯 等离子体射流 发芽 抑制
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低温等离子体射流对食品接触材料表面细菌灭活效率的影响 被引量：1
3
作者 许桂敏 王婧昕 +3 位作者 刘进仁 李荣荣 石兴民 张冠军 《高电压技术》 北大核心 2025年第6期2883-2891,共9页
大气压低温等离子体作为一种新型的非热杀菌技术,在食品领域具有广泛的应用前景。为此选取了3种常见的食品接触材料(牛皮纸、304不锈钢片、玻璃片)和2种代表性的致病菌(金黄色葡萄球菌和沙门氏菌),利用氩气大气压等离子体射流(atmospher... 大气压低温等离子体作为一种新型的非热杀菌技术,在食品领域具有广泛的应用前景。为此选取了3种常见的食品接触材料(牛皮纸、304不锈钢片、玻璃片)和2种代表性的致病菌(金黄色葡萄球菌和沙门氏菌),利用氩气大气压等离子体射流(atmospheric pressure plasma jet,APPJ)处理表面涂布了细菌的材料,采用3种常用的灭菌动力学模型(Log-linear、Geeraerd和Weibull),对比研究了等离子体对食品接触材料表面细菌的灭活效率。研究结果表明:Ar APPJ对涂布在材料表面细菌的杀灭效果均随等离子体处理时间的增加而逐渐增强。与各组的对照相比,等离子体处理90 s、120 s、150 s的细菌灭活率均具有显著差异(P<0.05)。3种灭菌动力学模型中,Weibull模型的R2数值都接近为1,具有较高的拟合精度,预测值和实测值之间的相关性最好,表明该模型能够比Log-linear和Geeraerd模型更好地反映等离子体对食品接触材料表面细菌的灭活规律,更适合描述等离子体的杀菌过程。该研究结果可为低温等离子体技术在食品工业的应用提供参考。 展开更多
关键词 低温等离子体射流 细菌 食品接触材料 动力学模型 灭活效率
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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
4
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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等离子体射流在渐扩型充液室中扩展特性的数值模拟
5
作者 贾舒翔 余永刚 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期357-366,共10页
等离子体射流在液体工质中扩展时存在影响燃烧过程稳定的正反馈机制,限制了其进一步实际应用化。为探寻等离子体射流在整装式液体工质中的扩展特性,建立等离子体射流与液体工质相互作用的二维轴对称非稳态数学物理模型,并进行模型验证... 等离子体射流在液体工质中扩展时存在影响燃烧过程稳定的正反馈机制,限制了其进一步实际应用化。为探寻等离子体射流在整装式液体工质中的扩展特性,建立等离子体射流与液体工质相互作用的二维轴对称非稳态数学物理模型,并进行模型验证。设计4级渐扩型充液室结构,开展等离子体射流在液体药LP1846模拟工质中扩展特性的数值分析,获得等离子体射流场中压力、速度和温度等特性参数的时空分布规律。研究结果表明:4级渐扩充液室结构可以利用阶梯的诱导作用,增强等离子体射流在充液室径向扩展能力和等离子体射流头部高压高温区径向影响范围,从而控制等离子体射流轴向扩展速度和脉动性;黏度、密度大的液体药LP1846模拟工质,结合渐扩充液室结构可以减缓等离子体射流的轴向扩展速度,可以有效抑制Kelvin-Helmholtz不稳定性和Taylor不稳定性,有利于增强等离子体射流扩展的稳定性;近喷口处由于膨胀-压缩波交替产生导致近场压力、温度存在波动性。 展开更多
关键词 等离子体射流 渐扩边界 液体工质 KELVIN-HELMHOLTZ不稳定性 Taylor空腔
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纳秒脉冲激励下氩掺乙醇冷等离子体射流的放电特性
6
作者 夏文杰 吴锦昕 +2 位作者 何彬 郭自凯 王治远 《电工技术学报》 北大核心 2025年第21期6806-6818,共13页
纳秒脉冲激励有助于Ar等离子体射流的弥散放电,但放电电压或频率较高时仍容易导致丝状放电。乙醇(EtOH)是一种易电离气体,理论上在Ar中掺杂少量乙醇气体有助于Ar等离子体射流的弥散放电,但相关研究较少。基于此,该文首先研究了纳秒脉冲... 纳秒脉冲激励有助于Ar等离子体射流的弥散放电,但放电电压或频率较高时仍容易导致丝状放电。乙醇(EtOH)是一种易电离气体,理论上在Ar中掺杂少量乙醇气体有助于Ar等离子体射流的弥散放电,但相关研究较少。基于此,该文首先研究了纳秒脉冲激励下不同放电参数对Ar+EtOH等离子体射流放电特性的影响。结果表明,过高或者过低的乙醇掺杂浓度都不能实现Ar+EtOH等离子体射流的弥散放电。随着施加电压增加,弥散放电时乙醇掺杂浓度下限逐渐升高,乙醇掺杂浓度上限先增加后减小。同时,屏蔽环境空气影响后,等离子体射流的弥散放电区间增大,射流宽度增加。其次,电压和频率升高都会增强等离子体射流放电强度,提高其活性粒子浓度,但两者对放电图像和电压电流特性的影响不同。最后,阐释了少量和过量乙醇掺杂对Ar+EtOH等离子体射流放电特性的影响机理。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 冷等离子体射流 氩气 乙醇 放电特性 发射光谱
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特征信号图像测速法在超声速多组分等离子体射流中的应用
7
作者 张奇志 张晖 +4 位作者 曹进文 黄河激 孟显 李腾 耿金越 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2436-2447,共12页
高速稀薄等离子体流场在航空航天领域有重要的应用.等离子体射流不同于常规的气体或液体的流动,其内部的电离状态、丰富的反应活性、多样的特征尺度、热平衡与非平衡共存等特点导致传统测速方法难以应用.特征信号图像测速法(SSIV)通过... 高速稀薄等离子体流场在航空航天领域有重要的应用.等离子体射流不同于常规的气体或液体的流动,其内部的电离状态、丰富的反应活性、多样的特征尺度、热平衡与非平衡共存等特点导致传统测速方法难以应用.特征信号图像测速法(SSIV)通过将羽流光强波动作为示踪信号来测量流体速度,从而拥有更好的流体跟随性和测量精度.利用低气压(约为100 Pa)直流电弧等离子体实验平台,文章基于特征信号图像测速方法,通过跟踪发生器输入功率周期变化引起的光强波动来测量纯氩以及氩-氦多组分两种工况下的羽流轴向平均速度分布.将中心波长为696.5 nm的窄带滤光片安装到光学镜头上,进一步获取两种工况下氩原子(ArI)单一谱线所对应的射流速度.结果分析表明,相同工况(电功率、气体质量流量及背景气压)下,氩-氦多组分等离子体的射流平均速度显著高于纯氩等离子体射流的平均速度.并且在氩-氦多组分等离子体的射流中,基于整体光强波动得到的射流速度要明显高于基于Ar I特征谱线获得的速度,表明SSIV方法不仅能够测量可压缩等离子体射流的平均速度,还具有分辨不同组分速度场的能力.研究结果展示了特征信号图像测速方法在复杂流场测量中的适用性和优势. 展开更多
关键词 特征信号 等离子体射流 轴向速度 直流电弧 氩氦多组分气体
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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
8
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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脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布规律 被引量：2
9
作者 包涵春 关银霞 +3 位作者 王世强 唐诗雅 李超 郭亚逢 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期163-172,共10页
为探究大气压脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布特性,采用同轴双环等离子体射流反应器,在外施脉冲激励驱动下,研究各活性粒子在不同电离段的特征峰相对强度沿轴向空间的变化规律。结果表明:在脉冲激励等离子体射流所有测量点位均... 为探究大气压脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布特性,采用同轴双环等离子体射流反应器,在外施脉冲激励驱动下,研究各活性粒子在不同电离段的特征峰相对强度沿轴向空间的变化规律。结果表明:在脉冲激励等离子体射流所有测量点位均能检测到NO、OH、N_(2)、N_(2)^(+)、He等活性粒子特征峰,其中以OH、N_(2)、N_(2)^(+)粒子所对应的发射光谱谱带及特征峰较为显著;在高压电极和接地电极之间的电场驱动电离段,活性粒子NO、OH、N_(2)的特征峰相对强度在靠近高压电极和接地电极区域较高,而在两电极中间的区域相对强度较低,不同激发能级He、N_(2)^(+)特征峰相对强度沿气流方向逐渐降低;在接地电极至反应器管口的半开放离子激发段,活性粒子NO、OH以及不同能级N_(2)、N_(2)^(+)、He特征峰的相对强度轴向分布呈现出随着气流方向逐渐降低的趋势;在反应器管口至等离子体射流末端区域的开放离子激发段,活性粒子OH、NO与不同能级He特征峰的相对强度轴向分布随气体流动方向逐渐减弱,不同能级N_(2)、N_(2)^(+)特征峰的相对强度呈现出先增后减的规律,为脉冲驱动等离子体射流能量传递过程与反应机理的深入研究提供支撑。 展开更多
关键词 脉冲放电 大气压等离子体射流 活性粒子 空间分布特性
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低温等离子体射流处理对硅橡胶材料性能的影响研究 被引量：1
10
作者 伍雪峰 段家振 +3 位作者 史如新 刘洪涛 何轶聪 任显铭 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第8期66-72,共7页
为解决硅橡胶电缆表面印字污染问题,本文提出利用低温等离子体射流对硅橡胶进行表面处理。以交流电源激励针-环结构电极产生氩气等离子体射流,对不同移动速度下的硅橡胶电缆表面进行动态处理,系统研究处理速度对硅橡胶电缆憎水性、沿面... 为解决硅橡胶电缆表面印字污染问题,本文提出利用低温等离子体射流对硅橡胶进行表面处理。以交流电源激励针-环结构电极产生氩气等离子体射流,对不同移动速度下的硅橡胶电缆表面进行动态处理,系统研究处理速度对硅橡胶电缆憎水性、沿面耐压和击穿性能的影响,通过SEM和EDS检测硅橡胶表面物理形貌和化学成分变化。结果表明:射流静态处理会导致材料表面温度升高,而动态处理可以显著降低温升。处理后硅橡胶的水接触角和闪络电压均有小幅度下降。随着处理速度增大,硅橡胶的憎水性和电气绝缘性能逐渐恢复。5mm/s处理条件下,硅橡胶表面抗油墨粘接性显著提高。结合物化特性结果可知,等离子体射流处理后硅橡胶表面交联聚合程度提高,界面分子扩散运动受到阻碍,进而降低了硅橡胶表面自黏性能。 展开更多
关键词 低温等离子体射流 表面改性 硅橡胶电缆
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双原子分子发射光谱分析Ar/Air/CH4等离子体射流转动温度研究
11
作者 张文钧 宋鹏 +3 位作者 鞠迎昕 关婷予 纪相彤 韩朋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3136-3141,共6页
为了提升等离子体应用效果,必须对等离子体的放电动力学过程进行深入探讨。转动温度是反映等离子体放电过程中能量输运的重要参数之一,目前主要采用波尔茨曼斜率法计算,该方法常用于计算热力平衡状态下等离子体的转动温度,在计算非热力... 为了提升等离子体应用效果,必须对等离子体的放电动力学过程进行深入探讨。转动温度是反映等离子体放电过程中能量输运的重要参数之一,目前主要采用波尔茨曼斜率法计算,该方法常用于计算热力平衡状态下等离子体的转动温度,在计算非热力平衡状态下的等离子体转动温度时误差较大。针对这一问题,提出了利用双原子分子谱带计算转动温度的分析方法,采用针-环式电极等离子体射流装置进行试验,向装置中通入Ar/Air/CH_(4)混合气体放电形成等离子体射流,工作电压为10~14 kV,利用光谱仪采集不同放电电压下的等离子体射流的光谱数据用以计算转动温度。选择OH(A—X)、CH(A—X)以及N_(2)^(+)(B—X)发射光谱,利用三种双原子分子波长区间内谱线不受振动温度变化所影响的特性,对Ar/Air/CH_(4)等离子体射流的转动温度进行研究。在波尔茨曼斜率法计算得到转动温度±100 K范围内每20 K选取谱线,与试验谱线进行拟合,计算谱线拟合得到的均方根误差,分析拟合准确度,得到更为准确的介质阻挡放电(DBD)激励Ar/Air/CH_(4)等离子射流的转动温度。波尔茨曼斜率法计算出的转动温度在拟合时得到的均方根误差要高于最小均方根误差,均方根误差能够减小38%。利用OH、CH、N_(2)^(+)谱带拟合得到最小均方根误差分别为4.6、2.9、2.1,N_(2)^(+)谱带拟合结果比OH谱带的拟合结果均方根误差减小61%。结果表明,在计算非热力平衡状态等离子体的转动温度时,相比于波尔茨曼斜率法,计算谱线拟合均方根误差的的方法能够有效地提升计算结果的准确度,在进行谱线拟合时选择N_(2)^(+)(B—X)谱带的发射光谱与试验谱线进行拟合能够进一步提升计算结果的准确度。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 等离子体射流 发射光谱 转动温度
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等离子体射流参数对染污硅橡胶憎水迁移速率的影响 被引量：7
12
作者 陈杰 周志成 +3 位作者 刘洋 张若兵 周新磊 夏衍 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3702-3708,共7页
硅橡胶的憎水性及憎水迁移性是复合绝缘子能够防治污闪事故的主要原因,快速提高染污硅橡胶材料的表面憎水迁移速率具有重要意义。为此,采用介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体射流装置对染污后的硅橡胶材料进行了处理,研究了不同等离... 硅橡胶的憎水性及憎水迁移性是复合绝缘子能够防治污闪事故的主要原因,快速提高染污硅橡胶材料的表面憎水迁移速率具有重要意义。为此,采用介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体射流装置对染污后的硅橡胶材料进行了处理,研究了不同等离子体射流处理参数对染污硅橡胶憎水迁移速率的影响。研究结果表明:等离子体射流放电电压、射流处理间距、射流气体体积流量、染污灰密度(NSDD)等因素对提高染污硅橡胶憎水迁移速率有较大影响;外加射流放电电压幅值越高、射流气体体积流量越大,则射流处理后初始接触角越大、憎水迁移性越好;射流处理存在有效间距,等离子体与染污硅橡胶间距超过4 cm后,处理效果将大大降低;染污灰密度增大,射流处理后憎水性改善效果变差。分析实验结论推测等离子体射流作用过程中射流能量是促使憎水迁移速率加快的主要因素。 展开更多
关键词 复合绝缘子 硅橡胶 憎水迁移速率 等离子体射流参数 静态接触角 等离子体射流能量
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大气压微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜的表面改性 被引量：23
13
作者 郑培超 王金梅 +2 位作者 胡章芳 郝宏刚 王艳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1542-1546,共5页
聚酰亚胺具有良好的机械性能、耐热性能和耐低温性能,因而具有广泛的应用。为提高聚酰亚胺薄膜材料的表面性能,利用自行设计的大气压Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料进行了表面改性实验。实验研究了Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜... 聚酰亚胺具有良好的机械性能、耐热性能和耐低温性能,因而具有广泛的应用。为提高聚酰亚胺薄膜材料的表面性能,利用自行设计的大气压Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料进行了表面改性实验。实验研究了Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料的亲水性和表面能随处理时间的变化规律。测量了处理后的聚酰亚胺薄膜材料在空气中放置时的处理效果的变化情况。研究结果表明,随着处理时间的增加,聚酰亚胺薄膜的水接触角逐渐降低,而表面能逐渐增加,并且处理后的材料在空气中放置时会出现老化效应。采用原子力显微镜观察了改性前后的表面形貌,发现处理后的聚酰亚胺薄膜的表面更加粗糙,同时质量也有所减少。 展开更多
关键词 微等离子体射流 表面改性 聚酰亚胺薄膜 亲水性 表面能 老化效应
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基于Marx电路的全固态纳秒脉冲等离子体射流装置的研制 被引量：24
14
作者 董守龙 姚陈果 +2 位作者 杨楠 赵亚军 王昌金 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第24期35-44,共10页
研制一套具有快边沿纳秒脉冲等离子体射流装置。该装置由基于Marx电路的并带有尾切开关的全固态纳秒脉冲发生器和具有针环电极结构的等离子体射流装置组成。其中,纳秒脉冲源主要由直流电源、控制电路和主电路组成,主电路为10级模块化设... 研制一套具有快边沿纳秒脉冲等离子体射流装置。该装置由基于Marx电路的并带有尾切开关的全固态纳秒脉冲发生器和具有针环电极结构的等离子体射流装置组成。其中,纳秒脉冲源主要由直流电源、控制电路和主电路组成,主电路为10级模块化设计的Marx电路,使用MOSFET作为主开关和尾切开关;控制电路产生同步触发脉冲信号,通过光纤进行隔离后同步驱动MOSFET工作。输出纳秒脉冲电压参数为:幅值0~8k V可调,脉宽100~1 000ns,重复频率1Hz^1k Hz,上升沿30ns左右,下降沿50ns以内。等离子体射流装置使用氩气作为工作气体,其结构为针-环电极结构。搭建等离子体射流实验平台,并能够产生稳定的等离子体,为进一步探索大气压等离子射流的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 大气压等离子体射流 脉冲功率 全固态 纳秒脉冲发生器 Marx 尾切开关
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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
15
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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大气压氩气等离子体射流长度的影响因素 被引量：29
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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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等离子体射流点火器点火特性的实验研究 被引量：14
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作者 赵兵兵 何立明 +2 位作者 兰宇丹 丁未 王育虔 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1687-1691,共5页
为获得直流电弧等离子体射流点火器的点火特性,在实验燃烧段中进行了丙烷/空气混合气的点火实验,并与常规电火花点火器进行了对比。研究了2种点火方式下可燃混合气的点火过程,燃烧温度随时间的变化,点火延迟时间随可燃混合气余气系数的... 为获得直流电弧等离子体射流点火器的点火特性,在实验燃烧段中进行了丙烷/空气混合气的点火实验,并与常规电火花点火器进行了对比。研究了2种点火方式下可燃混合气的点火过程,燃烧温度随时间的变化,点火延迟时间随可燃混合气余气系数的变化。实验结果表明:等离子体射流点火时,可燃混合气的燃烧温度上升速率大于电火花点火的,但2种点火方式下的稳定燃烧温度均为1 053K;等离子体射流点火延迟时间小于电火花点火的。 展开更多
关键词 等离子体射流 电火花 点火 余气系数 燃烧温度 点火延迟时间
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等离子体射流裂解天然气制乙炔的实验 被引量：11
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作者 陶旭梅 代伟 +2 位作者 陈琦 印永祥 戴晓燕 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期131-134,共4页
利用250kW的中试装置,进行了常压下将天然气在氮等离子体射流中的裂解并转化为乙炔的实验。研究目的是考察输入功率、甲烷流量和反应器结构对反应转化率、选择性的影响。结果表明:天然气在氮热等离子体中热解反应强烈,其转化率主要由输... 利用250kW的中试装置,进行了常压下将天然气在氮等离子体射流中的裂解并转化为乙炔的实验。研究目的是考察输入功率、甲烷流量和反应器结构对反应转化率、选择性的影响。结果表明:天然气在氮热等离子体中热解反应强烈,其转化率主要由输入功率和甲烷流量决定,产品的选择性亦即乙炔的收率与反应器的结构密切相关。例如,在等离子体输入功率100kW,甲烷进量10m3/h条件下,选择适当长度的反应器,甲烷转化率可达到97%,乙炔收率可达到90%。分析表明,较高的乙炔选择性是由于减少了乙炔在反应器中的停留时间,从而避免了乙炔进一步的热裂解所致。 展开更多
关键词 天然气 等离子体射流 裂解 乙炔 实验室试验 反应器 技术 关键
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微秒脉冲激励的大气压氦等离子体射流放电特性 被引量：17
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作者 沈苑 王瑞雪 +2 位作者 章程 方志 邵涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期106-112,共7页
研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数,通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等,对等离子体射流的电学特性和光学特... 研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数,通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等,对等离子体射流的电学特性和光学特性进行诊断。实验结果表明,随着管内直径的增大,氦等离子体射流的长度减小;管内径为8mm时,等离子体射流的击穿电压与放电电流最小,同时,其发射光谱中第二正带系N2,N+2和O等高能活性粒子的强度最高;管内径为5mm的等离子体射流的放电电流、功率及消耗的能量最大;在相同实验条件下,针尖电极结构中的放电电流、消耗的功率还有发射光谱强度都较大;随着重复频率的增加,氦等离子体射流的长度会增加,但击穿电压减小。 展开更多
关键词 等离子体射流 电极结构 重复频率 放电参量
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HMDSO添加对大气压Ar等离子体射流阵列放电特性的影响 被引量：18
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作者 方志 张波 +2 位作者 周若瑜 郝丽丽 侯永全 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1775-1783,共9页
大气压等离子体射流阵列是适合大面积复杂材料表面处理的等离子体形式。针对材料表面处理对大面积等离子体源的需求,在实现大气压一维Ar等离子体射流阵列的基础上,在工作气体中添加六甲基二硅醚(HMDSO)来获得含憎水性成分的射流阵列放电... 大气压等离子体射流阵列是适合大面积复杂材料表面处理的等离子体形式。针对材料表面处理对大面积等离子体源的需求,在实现大气压一维Ar等离子体射流阵列的基础上,在工作气体中添加六甲基二硅醚(HMDSO)来获得含憎水性成分的射流阵列放电,利用电学和光学的诊断方法诊断射流阵列的放电特性,并研究了外加电压幅值和HMDSO体积分数变化对射流阵列放电均匀性、放电功率、传输电荷和主要活性粒子的影响,进而优化了大气压Ar等离子体射流阵列的工作条件,为射流阵列憎水改性应用提供参考。结果表明:随着HMDSO体积分数增加,放电电流脉冲幅值、每半周期的脉冲个数、放电功率以及传输电荷均下降,放电耦合排斥作用被抑制,放电均匀性有所加强;除了Si谱线,放电产生的主要粒子谱线强度均随HMDSO体积分数的增加而减小;Si谱线随着HMDSO体积分数提高先增大后减小,在HMDSO体积分数为0.02%时,Si谱线强度出现极大值,因此工作于该条件下的Ar/HMDSO等离子体射流阵列应用于材料的表面憎水改性,有望获得良好效果。 展开更多
关键词 等离子体射流 射流阵列 含硅成分 憎水性 放电特性
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