激光干涉诊断ETC发射装置产生的等离子体射流

叙述了用光楔错位干涉与高速摄影技术诊断电热化学（ＥＴＣ）发射装置中等离子体发生器产生的等离子体射流的方法，研究了等离子体射流与毛细管几何尺寸以及电源供能的关系。该方法有助于改进电热化学发射装置中等离子体发生器的设计及其效能的提高。     

第7届国际等离子体化学会议(ISPC-7)

Ⅰ.概况国际等离子体化学会议(ISPC)每两年举行一次,主要交流等离子体化学如下几方面的研究和发展情况:合成,诊断,等离子体刻蚀,等离子体沉积和聚合,模型,表面作用以及熔化、气化、等离子体喷涂等。ISPC-7由荷兰Ejndhoven技术大学负责组织,Philips公司支持,在Philips会议中心举行。会议期1985年7月1—5日。第一天样品展览,      

非平衡等离子体对甲烷–氧扩散火焰影响的实验研究

利用自主设计的等离子喷注器采用介质阻挡放电方式产生非平衡等离子体,首先利用纹影技术、热电偶、单点红外测温等多种诊断方法实验研究了纯氧放电等离子体的电学特性、热效应及气动效应,然后通过可见光和化学自发辐射成像技术获得了火焰形态及特征参数,详细分析了等离子体对甲烷–纯氧扩散火焰形态和释热的影响,并计算了放电功率及费效比.结果表明,燃烧导致放电电流显著增大,其中电压幅值与氧气流速对放电电流大小的影响规律正好相反;与空气等离子体相比,相同流量与电压条件下氧等离子体放电功率较高,但其发光强度明显较弱;氧等离子体热效应微弱,对燃烧的影响可以忽略,放电反应中释热过程主要由含氧组分决定;放电产生了具有3个速度分量的诱导射流,增大了氧射流角,且电压越大越显著.等离子体主要通过气动效应改变了燃料与氧化剂的掺混,使得一定条件下火焰变得更稳定、释热更强.在所研究的范围内等离子体作用的费效比最低仅为2.2%,大流量、小混合比更有利.     

非平衡等离子体对甲烷——氧扩散火焰影响的实验研究

利用自主设计的等离子喷注器采用介质阻挡放电方式产生非平衡等离子体,首先利用纹影技术、热电偶、单点红外测温等多种诊断方法实验研究了纯氧放电等离子体的电学特性、热效应及气动效应,然后通过可见光和化学自发辐射成像技术获得了火焰形态及特征参数,详细分析了等离子体对甲烷--纯氧扩散火焰形态和释热的影响,并计算了放电功率及费效比. 结果表明, 燃烧导致放电电流显著增大,其中电压幅值与氧气流速对放电电流大小的影响规律正好相反;与空气等离子体相比, 相同流量与电压条件下氧等离子体放电功率较高,但其发光强度明显较弱; 氧等离子体热效应微弱, 对燃烧的影响可以忽略,放电反应中释热过程主要由含氧组分决定;放电产生了具有3个速度分量的诱导射流, 增大了氧射流角,且电压越大越显著.等离子体主要通过气动效应改变了燃料与氧化剂的掺混,使得一定条件下火焰变得更稳定、释热更强.在所研究的范围内等离子体作用的费效比最低仅为2.2％,大流量、小混合比更有利.      

等离子体激励气动力学探索与展望

等离子体激励气动力学是研究等离子体激励与流动相互作用下, 绕流物体受力和流动特性以及管道内部流动规律的科学, 属于空气动力学、气体动力学与等离子体动力学交叉前沿领域. 等离子体激励是等离子体在电磁场力作用下运动或气体放电产生的压力、温度、物性变化, 对气流施加的一种可控扰动. 局域、非定常等离子体激励作用下, 气流运动状态会发生显著变化, 进而实现气动性能的提升. 国际上对介质阻挡放电等离子体激励、等离子体合成射流激励及其调控附面层、分离流动、含激波流动等开展了大量研究. 等离子体激励调控气流呈现显著的频率耦合效应, 等离子体冲击流动控制是提升调控效果的重要途径. 发展高效能等离子体激励方法, 通过等离子体激励与气流耦合, 激发和利用气流不稳定性, 揭示耦合机理、提升调控效果, 是等离子体激励气动力学未来的发展方向.      

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.     

第十三届国际等离子体化学会议总结

第十三届国际等离子体化学会议总结＠吴承康￥ＩＳＰＣ－１３组委会第十三届国际等离子体化学会议总结国际等离子体化学会议（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）是低温等离子体领域最有影响的国际系列会议．其内容包括低温等...     

第十三届国际等离子体化学会议总结

第十三届国际等离子体化学会议总结＠吴承康￥ＩＳＰＣ－１３组委会第十三届国际等离子体化学会议总结国际等离子体化学会议（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏ ｓｉｕｍｏｎＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）是低温等离子体领域最有影响的国际系列会议．其内容包括低温等...     

超高速碰撞产生等离子体的毁伤特性研究

以热力学为基础,结合化学反应速率方程,推导得出描述超高速碰撞产生的等离子体电子密度与系统内能关系的物理方程组. 应用自行编写的二维光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH) 程序求解了此方程组,在模拟超高速碰撞过程中计算产生的等离子体,实现对超高速碰撞产生等离子体的数值模拟.进行铝球超高速碰撞双层铝板的数值模拟研究,给出与实验对比的结果. 统计前后两次碰撞产生等离子体的电量,发现碰撞较薄的前板产生了较少的电荷而一次碎片云对较厚后板的碰撞产生了大量的电荷. 交换前后两板的位置. 进行相同速度碰撞的模拟,分析结果发现一次碎片云碰撞后板产生的等离子体电量远小于第一次的模拟结果,而前板碰撞产生的等离子体电量要高于第一次模拟结果,由此可见,超高速碰撞产生等离子体的总电量不仅与弹丸的质量和碰撞速度有关,与薄板的厚度也有很大的关系,通过一次碎片云与第二层板碰撞可以产生远高于弹丸碰撞单层板产生的电量,可以提高等离子体产生效率,增强对航天器的电磁毁伤.      

INVESTIGATION OF PLASMA DAMAGE PROPERTIES GENERATED BY HYPERVELOCITY IMPACT

以热力学为基础,结合化学反应速率方程,推导得出描述超高速碰撞产生的等离子体电子密度与系统内能关系的物理方程组. 应用自行编写的二维光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH) 程序求解了此方程组,在模拟超高速碰撞过程中计算产生的等离子体,实现对超高速碰撞产生等离子体的数值模拟.进行铝球超高速碰撞双层铝板的数值模拟研究,给出与实验对比的结果. 统计前后两次碰撞产生等离子体的电量,发现碰撞较薄的前板产生了较少的电荷而一次碎片云对较厚后板的碰撞产生了大量的电荷. 交换前后两板的位置. 进行相同速度碰撞的模拟,分析结果发现一次碎片云碰撞后板产生的等离子体电量远小于第一次的模拟结果,而前板碰撞产生的等离子体电量要高于第一次模拟结果,由此可见,超高速碰撞产生等离子体的总电量不仅与弹丸的质量和碰撞速度有关,与薄板的厚度也有很大的关系,通过一次碎片云与第二层板碰撞可以产生远高于弹丸碰撞单层板产生的电量,可以提高等离子体产生效率,增强对航天器的电磁毁伤.     

第12届国际等离子体化学会议（ISPC－12）简介及ISPC－13预告

第１２届国际等离子体化学会议（ＩＳＰＣ－１２）简介及ＩＳＰＣ－１３预告（１９９５年８月２１—２５日,美国,明尼苏达大学;１９９７年８月１７—２３日,北京）１概况国际等离子体化学会议（ＩＳＰＣ）是低温等离子体物理、化学及应用方面最有影响的国际会议,自１...      

螺旋波等离子体放电特性研究进展

螺旋波等离子体是目前低温等离子体产生密度最高的等离子体源之一,在材料处理、薄膜沉积、宇航推进、磁约束聚变以及基础等离子体物理研究等领域都有很大的应用潜力.近年来国内外研究者普遍关注这种高密度等离子体源,一方面人们对螺旋波等离子体的放电理论缺乏深入的认识,对等离子体激发和传播过程中能量的吸收存在多种假设,比较认可的是螺旋波等离子体通过螺旋波与TG波耦合效应实现能量沉积;另一方面,螺旋波等离子体放电过程中会表现出许多独特的现象,如低场峰、模式跃迁、无电流双层结构等,无法给出统一的解释,对这些放电特性的研究无疑有助于加深对螺旋波等离子体放电机制的理解.文章从放电机制和放电特性两方面出发回顾了近15年来螺旋波等离子体基础研究进展,总结了螺旋波等离子体放电过程中的低场峰现象、模式跃迁和无电流双层现象等研究结果.围绕螺旋波等离子体放电特性研究,展望了未来的研究重点,为理解螺旋波等离子体能量耦合机制,实现工业应用提供支撑.     

第十三届国际等离子体化学会议简介

第十三届国际等离子体化学会议简介＠吴承康￥中国科学院力学研究所第十三届国际等离子体化学会议简介吴承康中国科学院力学研究所,北京１０００８０１概况国际等离子体化学会议（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏ ｓｉｕｍｏｎＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ,ＩＳＰＣ...      

等离子体电化学法制备金、银纳米颗粒与碳量子点的研究进展及关键问题

通过高电压击穿气体可产生大量的自由电子和离子,形成对外大致呈电中性的气体放电等离子体,同时荷能粒子引发的各种过程会在等离子体中产生种类丰富的反应性物质.大气压低温等离子体具有非平衡特性,因此在低气体温度下可保持高反应活性.当大气压低温等离子体与溶液接触时,可形成等离子体电化学系统.在等离子体-液体界面存在电荷和物质转移,可引发一系列物理化学及电化学过程,从而使得等离子体电化学系统可广泛应用于多种领域,纳米材料合成即是其众多应用之一.当前,已有大量的研究利用等离子体电化学法合成纳米材料,也存在相关的综述文章,但缺乏聚焦于金、银纳米颗粒与碳量子点相关的综述,因此我们在此综述了近年来采用等离子体电化学方法制备金、银纳米颗粒与碳量子点的研究成果.首先介绍了等离子体电化学方法,接着考察了制备金、银纳米颗粒与碳量子点的实验结果及其应用的进展,最后讨论了当前研究中遇到的问题与挑战,并提出了解决方案.     

多场耦合非热平衡低温等离子体与微纳米结构材料的相互作用

低温等离子体是制备微纳米材料和调控其结构特性的最重要方法之一,其中材料结构及特性的改变是等离子体电磁场、热场、化学场等多场耦合综合作用的结果.本文系统而简要地回顾了如下主要内容:电源的频率及其调制、施加方式对等离子体放电特性与稳定性的影响;大气压等离子体物理化学反应动力学;等离子体场对微纳米颗粒的聚集态结构与运动的调控、以及对沉积薄膜微纳米结构的影响.总结并得出如下主要结论:放电频率、脉冲调制功率、容性或者感性耦合方式、单体种类、基片温度等对等离子体活性粒子成分与特性具有主要影响,在kHz～MHz范围可以实现稳定放电和微纳米颗粒制备和薄膜沉积;微纳米颗粒/颗粒膜结构形貌随时间和空间而发生动态变化;低温等离子体多场调制可以快速实现微纳米颗粒的结晶,并调控微纳米颗粒的成分、尺度、带隙、晶型、晶面比例及其形貌特征;引入微颗粒可以在鞘层位置悬浮形成规则的二维等离子体晶格与无序的等离子体非晶,在介观尺度研究复杂系统的结构与动理学过程.     

大尺寸电弧等离子体的产生、控制及应用

电弧等离子体在工业领域有着非常广泛的应用,但受自收缩特性的影响,造成的温度梯度大、高温区体积小,制约了该技术应用的广度和深度的发展.基于电弧发生技术,通过多种调控手段获得大体积均匀热等离子体,在热喷涂、微纳粉体制备和煤制乙炔等领域,已展示出非常好的应用前景.文章从大尺寸电弧等离子体应用需求入手,详细综述了国内外在大尺寸电弧等离子体技术及应用方面的研究进展.首先,从产生的方式上,介绍了多相交流、多电极直流和磁驱动旋转电弧等离子体发生器,并分别阐述了大尺寸热等离子体产生的基本原理和电弧的基本特征;在电弧特性控制方面,基于发生器结构特征,从电极几何位形、气流驱动和磁场驱动等几个方面,汇总了等离子体的调控方法及其调控机制,论述了它们对等离子体位形、动态特性和流动特性的影响;最后,介绍了国内外大尺寸电弧等离子体应用的基本情况及其研究进展,围绕着应用痛点,进一步凝练亟需解决的关键科学技术问题,展望了未来的发展趋势,为电弧等离子体技术的应用升级和新领域应用的拓展提供支持.     

相对湿度对类金刚石薄膜摩擦磨损性能的影响

利用等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了含氢类金刚石薄膜,在球-盘摩擦磨损试验机上考察了相对湿度对薄膜摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察和分析其磨损表面形貌和化学状态的变化情况.结果表明,随着相对湿度增加,DLC薄膜的摩擦系数和磨损率增加.这主要是由于薄膜表面氧化作用所致.     

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'.     

热等离子体处理废物技术的进展

随着我国经济的快速发展,固体废物的年产量显著增加,焚烧减容后仍产生大量的焚烧残余物,其中含有重金属、二噁英等有害成份,对其填埋不仅占用大量土地资源,而且对土壤和地下水存在二次污染风险等诸多问题,因而亟需发展具有良好环保效益和社会效益的废物处理新技术.热等离子体技术在航天技术发展初期,用于航天再入过程航天器头部防热研究和等离子体对无线电通讯的干扰研究.之后从军用转向民用,主要的场景之一是用于环保领域处理废物,从早期销毁报废武器、化学武器战剂和中低放射性废物开始,发展到现在,等离子体技术已经在有机和无机废物处理技术中,成为有特色的先进技术.文章介绍了等离子体处理废物技术的原理与特点,回顾了低温热等离子体技术在处理固体废物中的发展过程,综述了低温热等离子体处理固体废物技术在基础研究领域和工程应用领域的进展,对目前等离子体固体废物处理技术应用中存在的问题进行了着重分析,并提出发展建议,以此悼念我国应用热等离子体技术的先驱吴承康院士以及他对于热等离子体技术处理废物技术基础研究的关怀和指导.     

双环状电极大气压等离子体射流的时间分辨诊断

大气压等离子体射流在众多领域中发挥着至关重要的作用,其中,拥有双环状电极结构的射流装置表现十分突出,此类装置具有结构简单、放电稳定的优势,并且产生的射流长度较长、温度较低.本工作利用ICCD相机采集技术,对高频高压交流电源驱动的双环状电极等离子体射流进行了纳秒级时间分辨诊断.研究发现,在一个完整的放电周期内,存在两个明显的放电阶段,分别位于外加电压的正、负半周期的峰值附近,并且在正半周期的放电阶段中,亮度、射流长度、放电发展速度均明显强于负半周期,值得注意的是,仅在负半周期的放电阶段中,才能观察到等离子体离开管口自主向前传播的现象.本工作对于了解等离子体动力学过程,揭示等离子体的行为规律及优化等离子体设备等诸多方面有积极地推动作用.