化工研究的新方向——等离子体化工

今天化工过程的最显著的特点就是向高温、高速反应、高流速的方向发展。涉及的温度范围约为1000——15000°k,反应时间从10~(?)秒到10~(-2)秒,压力从几分之一毫米汞柱到几十个大气压。把低温等离子体发生器和化学反应器结合起来就能达到上述要求。这是化工研究的新方向,通常称为等离子体化工。      

热等离子体与能源

1.热等离子体及其应用概述等离子体按温度分类是一种较常用的分类方法:粒子温度范围为10~6-10~(8°)K的等离子体称为高温等离子体,如太阳、聚变等离子体等;粒子温度范围为3×10~2-10~(5°)K的等离子体称为低温等离子体,其中按重粒子温度(即气体温度)水平和热力学平衡的程度还可分为热等离子体与冷等离子体.所谓热等离子体是指重粒子温度在3×10~3-10~(5°)K范围,各种粒      

X-pinch光源及其应用

介绍了X-pinch的基本原理、特点和在Z-pinch物理研究中的部分应用。X-pinch的负载及材料、驱动电流等可以根据需要进行调整，辐射点光源的时间分辨为0．7-2ns,空间分辨为1-5μm，X射线的能量范围从几百电子伏至几千电子伏。利用X-pinch作背光源对金属丝电爆炸进行诊断，可以得到等离子体柱横截面密度等。这些参数对正确理解金属丝阵内爆初级阶段的物理过程有重要意义。     

电磁加载下的高能量密度物理问题研究（续3）

4磁化靶聚变(MTF)研究4.1磁化靶聚变的基本概念为了满足Lawson判据,可以用磁场较长时间约束体积较大、温度与密度较低的氘氚等离子体(磁约束聚变,MCF),也可以用激光等高功率加载手段很快地在较小体积内造成温度与密度很高的等离子体(惯性约束聚变,ICF)。磁化靶聚变(magnetized target fusion,MTF)则是一种中间途径的概念,即把等离子体预先磁化(10T)并加热到适中温度(100~200eV)和密度(表3),再用电磁驱动的套筒内爆准等熵压缩到10keV温度,达到Lawson判据要求的状态(图41)。表3三种聚变技术途径参数的比较技术要求磁约束聚变磁化靶聚变…     

等离子体电解沉积的研究现状

等离子体电解沉积(PED)是一门新兴的材料表面处理技术.本文详细介绍了等离子体电解沉积的机 理及其在材料表面改性、生物材料、电子材料、高性能材料等方面的应用.其基本原理是: 当两极之间的电势差达到一定程度时, 电极与电解液界面处的电势突变产生的高电场强度, 可以击穿界面处的钝化膜、气体等电介质, 使得电极表面局部瞬间高温并发生复杂的物理、 化学反应, 从而在电极表面制备特定性能的陶瓷层或渗透层.在结构材料的应用方面, 可以 利用PED技术在铝合金、钛合金、镁合金等轻金属表面制备陶瓷层、可以对钢铁基体进行快 速碳氮共渗或涂覆金属镀层, 以提高这些材料的抗磨擦、耐腐蚀等性能.选择含有钙、磷元 素的电解液或是在电解液中添加羟基磷灰石粉末进行PED处理, 可以在钛合金表面制备具有 生物活性的陶瓷膜, 从而使植入体与自然骨形成分子水平的化学键合.选择适当的电解液, 可以制备BaTiO等离子体电解沉积;陶瓷层;表面改性;生物 材料;电子薄膜;DLC薄膜;氮化碳Plasma electrolytic deposition,Ceramic layer,Surface modification,Biomaterials,Electrolytic films,DLC films,Nitrogen-containing carbon films国家自然科学基金(50071066)2004年5月25日等离子体电解沉积(PED)是一门新兴的材料表面处理技术.本文详细介绍了等离子体电解沉积的机 理及其在材料表面改性、生物材料、电子材料、高性能材料等方面的应用.其基本原理是: 当两极之间的电势差达到一定程度时, 电极与电解液界面处的电势突变产生的高电场强度, 可以击穿界面处的钝化膜、气体等电介质, 使得电极表面局部瞬间高温并发生复杂的物理、 化学反应, 从而在电极表面制备特定性能的陶瓷层或渗透层.在结构材料的应用方面, 可以 利用PED技术在铝合金、钛合金、镁合金等轻金属表面制备陶瓷层、可以对钢铁基体进行快 速碳氮共渗或涂覆金属镀层, 以提高这些材料的抗磨擦、耐腐蚀等性能.选择含有钙、磷元 素的电解液或是在电解液中添加羟基磷灰石粉末进行PED处理, 可以在钛合金表面制备具有 生物活性的陶瓷膜, 从而使植入体与自然骨形成分子水平的化学键合.选择适当的电解液, 可以制备BaTiO等离子体电解沉积;陶瓷层;表面改性;生物 材料;电子薄膜;DLC薄膜;氮化碳Plasma electrolytic deposition,Ceramic layer,Surface modification,Biomaterials,Electrolytic films,DLC films,Nitrogen-containing carbon films国家自然科学基金(50071066)2004年5月25日等离子体电解沉积(PED)是一门新兴的材料表面处理技术.本文详细介绍了等离子体电解沉积的机 理及其在材料表面改性、生物材料、电子材料、高性能材料等方面的应用.其基本原理是: 当两极之间的电势差达到一定程度时, 电极与电解液界面处的电势突变产生的高电场强度, 可以击穿界面处的钝化膜、气体等电介质, 使得电极表面局部瞬间高温并发生复杂的物理、 化学反应, 从而在电极表面制备特定性能的陶瓷层或渗透层.在结构材料的应用方面, 可以 利用PED技术在铝合金、钛合金、镁合金等轻金属表面制备陶瓷层、可以对钢铁基体进行快 速碳氮共渗或涂覆金属镀层, 以提高这些材料的抗磨擦、耐腐蚀等性能.选择含有钙、磷元 素的电解液或是在电解液中添加羟基磷灰石粉末进行PED处理, 可以在钛合金表面制备具有 生物活性的陶瓷膜, 从而使植入体与自然骨形成分子水平的化学键合.选择适当的电解液, 可以制备BaTiO等离子体电解沉积;陶瓷层;表面改性;生物 材料;电子薄膜;DLC薄膜;氮化碳Plasma electrolytic deposition,Ceramic layer,Surface modification,Biomaterials,Electrolytic films,DLC films,Nitrogen-containing carbon films国家自然科学基金(50071066)2004年5月25日等离子体电解沉积(PED)是一门新兴的材料表面处理技术．本文详细介绍了等离子体电解沉积的机理及其在材料表面改性、生物材料、电子材料、高性能材料等方面的应用．其基本原理是：当两极之间的电势差达到一定程度时，电极与电解液界面处的电势突变产生的高电场强度，可以击穿界面处的钝化膜、气体等电介质，使得电极表面局部瞬间高温并发生复杂的物理、化学反应，从而在电极表面制备特定性能的陶瓷层或渗透层．在结构材料的应用方面，可以利用PED技术在铝合金、钛合金、镁合金等轻金属表面制备陶瓷层、可以对钢铁基体进行快速碳氮共渗或涂覆金属镀层，以提高这些材料的抗磨擦、耐腐蚀等性能．选择含有钙、磷元素的电解液或是在电解液中添加羟基磷灰石粉末进行PED处理，可以在钛合金表面制备具有生物活性的陶瓷膜，从而使植入体与自然骨形成分子水平的化学键合．选择适当的电解液，可以制备BaTiO3、SrTiO3、NaTaO3、SrZrO3等钙钛矿结构电子薄膜．利用有机溶液高电压电解，可以制备类金刚石(DLC)薄膜、氮化碳等高性能的材料．文中对PED涂层的残余应力、涂层与基体的结合力、界面断裂韧性、微观缺陷对宏观性能的影响等力学问题进行了讨论．等离子体电解沉积在轻金属特别是铝合金表面制备陶瓷层已经取得了成功，在钢铁材料的表面处理、DLC薄膜和氮化碳的制备等方面有一些初步进展，在生物活性陶瓷薄膜和电子薄膜方面也有应用前景．     

石油化学中的等离子体化学过程

日益广泛地利用具有极端的状态参数(温度、速度、接触时间等)的过程,是现代技术和工艺的基本发展趋势之一。为了研究出生产化学产品和生产具有特殊性能新材料的全新的、经济有效的工艺方法,必须研究温度力10~5——1.5×10~4°K。接触时间～10~(-5)—10~(-2)秒。压力从几分之一毫米水银柱到数百大气压这种条件下的物理化学过程。物理化学(以及化工)的新方向——低温等离子体化学过程,即等      

等离子体科学发展概述

 等离子体科学是20世纪50年代以后蓬勃发展的一门学科, 它是由3个方面并行发展起来的: 高 温等离子体(核聚变反应)研究; 空间等离子体科学探测; 低温 等离子体的应用研究及发展. 20世纪上半叶, 电磁学、流体物理、统计物理和原子物理都已 发展得比较成熟. 综合这些学科的概念和方法. 用以研究等离子体状态下的各种现象, 包括 从宇宙空间到地球上, 人类利用等离子体的研究. 这是等离子体物理学的基本内容. 我们可以 说, 20世纪物理学的主要成就之一, 就是明确了``等离子体是物理的第四 态'.     

等离子体融蚀断路开关研究综述

综合介绍了等离子体融蚀断路开关(PEOS)的工作原理、导通及断路机制、等离子体注入源类型以及国内外在开关性能方面研究概况，分析了目前遇到的主要困难和它的发展前景。     

流动显示技术浅谈

前言流动显示技术(或称流动可视化技术)是实验流体力学最有用的工具之一。它的目的是使流场流动可见,通过对宽广范围流场的观察与分析,使全面掌握流动的性质成为可能。流动显示技术与其它方法相比有三个特点:(1)对所研究的流动干扰较小,或者根本无干扰,因而能获得可靠的流场信息;(2)能对大范围流场甚至全流场提供定性或定量的结果; ...     

用于等离子体断路开关中的磁探针诊断技术

介绍了用于等离子体断路开关实验中的磁探针诊断的基本原理以及磁探针的制作、标定、测量方法和最终的测试结果。对磁探针积分器参数选择及测试中需注意的几个问题进行了讨论和分析。实验结果表明，磁探针诊断在等离子体断路实验中是一种简单而且有效的诊断手段。     

等离子体化学

随着科学技术的迅猛发展,出现了越来越多的新兴学科,等离子体化学就是其中之一.顾名思义,等离子体化学反应是在等离子体中进行的,它和经典化学反应的不同之处就在于参与化学反应的反应物不是原子,而是在0.1乇至一个大气压的气压范围内,以电子、离子、激发态的原子或高能电子的状态,即通常所谓的等离子态来参与反应的.     

孤子对粒子的加速作用

研究等离子体加热和粒子加速问题,是等离子体物理和等离子体天体物理中的重要课题.在强湍动条件下解决这一问题,必须研究孤子与粒子间的相互作用。本文评述了解决这一问题的几种方法和这方面取得的进展,探讨了存在的问题。孤子与等离子体粒子相互作用,其结果是使分布函数形成高度增殖的超热尾和可能形成双峰结构,在一定条件下还具有加热作用。这对于研究天体物理中某些辐射机理具有重要意义。      

等离子体技术几个方面的研究进展

等离子体技术是近20年间发展起来的。它可以在很大的温度和压力范围内为不同的用途提供纯净热源气体或高温、低温反应工质,因而从一开始就引起科学家和工程师们对它的关心和兴趣。对它的研究进展很迅速,仅从1985年7月在荷兰召开的第7届国际等离子体化学会议(ISPC-7)来看,到会科学家587人,提出论文263篇,内容极其广泛,显示     

等离子体物理学和流体物理学的学科现状及其与其它学科的相互渗透

流体物理学研究的是液体和气体。等离子体物理学研究的是电离气体。人类是在其机体内外与空气和水的密切接触中生活的。研究液体和气体受力和运动的学科称为流体动力学(流体物理学或流体力学)。当液体加热时就变成气体;当气体进一步加热时,负电子受热而脱离正离子,于是就产生了“电离”气体或等离子体。对这种电离物质属性的研究称为等离子体物理学。在宇宙中除了在行星和气体云中的较小的但也是重要的部分外,几乎所有物质都以电离状态存在。我们的生活是浸没在流体之中,但在宇宙尺度上又被等离子体所包围。      

粘结剂的辐射固化

粘结剂的使用已有悠久的历史和广泛的范围。从数千年前的文物到现代的精密仪表,从日常生活用具到人造地球卫星,均可找到使用粘结剂的踪迹。尤其是合成粘结剂的出现,使粘结剂的种类和性能大为发展,应用范围也迅速扩大,用量日益增多。从美国几个主要行业中的应用概况(图1)表明,粘结剂的年用量已达几十万磅,其中建筑行业的用量最大;从几种主要的粘结剂品种来看(图2),酚醛类粘结剂用量最多。     

激波管中强激波的前驱真空紫外辐射

在Φ800毫米的低密度激波管的中轴上用钼靶探测入射强激波前发射的真空紫外光子,研究了以下三个问题。(1)研究了真空紫外光子的通量密度随波前距离的关系,建立了一个考虑到有限的激波发射层尺度和波前气体吸收的模型,得到了与实测前驱辐射一致的结果。(2)研究了氩气中强激波真空紫外辐射的激发机制,指出它属于非平衡共振激发辐射,其激发截面系数S~*=1.2×10~(-17)厘米~2·电子伏~(-1),激活能为11.4电子伏。(3)研究了空气中氮分子b′~1∑→X~(1∑)辐射的激发机制,指出只是在激波面很薄的一层中能够激发这一辐射,辐射是非平衡的,其激发截面Q~*=2×10~(16)厘米~2,其激活能为12.1电子伏。     

一种雷达和电子海图图像叠加方法

雷达和电子海图是船舶重要助航设备,为了提高船舶的安全航行能力,提出了一种雷达和电子海图图像叠加的方法。以本船位置为参考点,正北向为参考线,将采集到的雷达图像进行仿射变换;根据雷达的扫描范围,通过墨卡托投影变换获取电子海图的显示范围,并对电子海图的比例尺进行调整,实现雷达图像和电子海图的匹配。以电子海图为底图,将雷达图像和电子海图在像素级上进行叠加。仿真结果表明,雷达和电子海图图像叠加是辅助船舶安全航行的有效方法,电子海图的海岸轮廓和雷达扫描到的图像能够较好的匹配融合,可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标,提高对船舶周围环境的监控能力。     

K F Jensen; E O Einset; D I Fotiadis; 董务民

<正> 1 引言 1.1薄膜沉积技术 把无机薄膜气相母体沉积到固定基体上,是广泛技术应用范围内的一个关键环节.这些技术应用包括制备微电子电路,光记录和磁记录介质,光学器件,以及高性能切割和研磨工具.沉积薄膜的厚度范围从几个纳米(nm),例如量子阱光学器件的活性层,到几十个微米(μm),例如耐磨镀层.生产薄膜时必须能够控制其性质(例如,纯度,组分,厚度,粘附力,晶体结构以及表面形态).此外,沉积不能对基体中已有的微结构有显著的影响.对薄膜的性质的容许限度范围随不同的应用而变,可是,严格的要求是电子和光学材料加工中的特征.在电子和光学材料加工这类应用中,要求的严格程度随集成度的提高、器件尺寸的减小和器件复杂程度的提高等而提高.薄膜厚度的均匀性一般要求很高,以便在穿越每个     

"孤立子"激光器

近廾年来,超短脉冲(USPS)是物理学领域的一项重要课题,最近已能产生短至12fs(=12×10~(-15)秒)的激光脉冲.产生短脉冲的第一步技术被称为“Q-开关”技术,它能获得10—15毫微秒范围的脉冲,其第二步是“锁     

二十年来的物理学——等离子体

二十年以前,等离子体的研究在物理学中只占次要地位。各式各样的等离子体现象没有揭示出来。这个领域发源于本世纪初期,当时对气体放电,即对比较稠密的、稍微电离的等离子体区(其中主要效应是电离、受激、复合和其他原子碰撞过程)进行了研究。欧文·朗缪(Irving Langmuir)发现等离子体静电振荡,并且认识到:这是集体粒子运动的一个侧面,从而开创了近代等离子体物理。等离子体中的物理现象所以丰富多彩,并且使等离子体与普通流体那样不同,原因就在于这些产生电磁场,并与之相互作用的集体运动。在早期,天体物理和地球物理的研究也曾起过重要作用。爱德华·阿普尔顿(Edward Appleton)研究电离层时(在30年代),正确地描述了电磁波在等离子体中的传播(包括静磁场效应)。西德尼·查普曼(Sydney Chapman)和文森佐·费拉罗(Vincenzo Fer-