板条射频放电产生单重态氧实验研究

 通过考察各种放电状态及气流条件下发生器内外物种的自发辐射谱，发现光谱峰值强度与对应物种浓度成正比。分析了主要的等离子体动力学过程，了解了单重态氧及其它物种的浓度变化规律。考察了α放电和γ放电两种不同的放电方式。发现在α放电状态下，体系中有较少氧原子等淬灭性粒子,更有利于O₂(¹Δ)产生。加入He，有效地降低了气体体系的离子化阈能和约化场强，约化场强最小时，产生的O₂(¹Δ)浓度最大，相较于纯氧放电，O₂(¹Δ)浓度提高一倍以上。考察了腔外各物种浓度的变化，O₂(¹Δ)离开放电腔后浓度稳定，沿距离减少较慢，有益于出光。优化了本系统的放电极间距，极间距太大或太小，都不利于单重态氧的产生。     

空气放电非平衡等离子体的模拟计算

 基于空气放电非平衡等离子体动力学,对空气放电进行了数值计算,分析了放电后等离子体中的主要粒子（N₂(v6),N₂(A3),O₂(a1),O和O₃）数密度随起始温度、电子数密度和约化场强的变化趋势。计算结果表明,随着初始温度的升高,空气放电产生的粒子数密度增加。温度为300 K时,放电产生的O原子数密度最大值约为4.90×⁷ cm^-3,而当温度升高到400 K和500 K时,O原子数密度的最大值则相应地增加到5.2×10¹⁰ cm^-3和5.51×10¹⁰ cm^-3。约化场强的影响与温度类似,其中氮气的振动激发态N₂(v6)数密度随约化场强的变化幅度不明显。电子数密度增加,粒子数密度大幅增加,氮分子的激发态N₂(A3)粒子数密度与电子数密度保持严格的线性关系。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

 利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O₂(¹Δ)发生器流场组分，得到了发生器气流中O₂(¹Δ)和 O₂(X³Σ)以及N₂的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O₂(¹Δ)产率，测量误差不超过8%。     

O2分子吸附的金属表面的O2(1Δg)猝灭

建立了一套流动装置测量单重态氧O₂(¹Δ_g)在O₂分子吸附的金属Cu、Cr、Ni和Ag表面的猝灭几率. 随实验时间和O₂(¹Δ_g)浓度增加,猝灭几率增加. 当上述金属样品在几帕斯卡的真空度下暴露数小时后猝灭几率会回到原先水平. 提出了一种基于表面吸附位上弱化学吸附的表面吸附氧分子O₂(¹∑_{g相似文献}   

气固化学反应体系产生单重态氧的初步实验研究

 介绍了一种新的产生单重态氧（O₂（¹△g）的气固化学反应体系，即在固定床式反应器中采用固体过氧化钠粉末与氯气（Na₂O₂/Cl₂）进行反应的气固化学反应体系。实验分别通过用对近红外敏感的光谱仪和锗探头监测了反应产生的（O₂（¹△g）的发射光谱和1 270 nm的光信号，同时通过数据采集系统监测了反应池固体反应层和测试池中气体的温度的变化曲线。实验测得了（O₂（¹△g）在1 270 nm附近的特征发射光谱，此光谱表明该体系是一个很好的产生（O₂（¹△g）的体系，同时，实验现象表明该反应是强放热反应。     

转板式单重态氧发生器的实验研究

 实验研究了转板式O₂(¹Δ)发生器Cl₂利用率，O₂(¹Δ)产率依赖于其他工作参数变化的规律，并进行了综合分析，给出了发生器中Cl₂的最佳工作分压约为 2.13kPa.     

氧分子的价壳层光学振子强度研究

在入射电子能量为1500eV、平均散射角为0°、能量分辨为60meV条件下，得到了氧分子在5.7—28.5eV能量区间的光学振子强度密度谱，获得了氧分子E³Σ^-_ｕ的ν′=0，1，2和2³Π_ｕ的ν′=0，1各振动能级的绝对光学振子强度，同时检验了我们的Bethe-Born转换因子外推到低能端的可靠性．将所得结果与前人的工作进行了比     

体光源模拟标定法测O2(1Δ)绝对浓度

 O₂(¹Δ)绝对浓度的测量,一直是SOG和COIL研究中的重要参数之一。体光源模拟标定法测O₂(¹Δ)绝对浓度,是把发光气体以某一流速引入一已知体积的流动光池中,再通过具有低象差失真的光学系统,把该体光源成象在探测器的有效表面上。探测器和测量仪器组成的测量系统,要经过标准光源和电学标定。本方法可测出O₂(¹Δ绝对浓度和其分压,O₂(¹Δ)产率等参数。其中O₂(¹Δ)浓度测量结果的相对误差为20%。     

Preparation and Characterization of Storage and Emission Functional Material of Chlorine Anion: [Ca24Al28O64]4+·(Cl-)3.80(O2-)0.10

通过碳酸钙、γ-三氧化二铝、氯化钙在氯气/氩气混合气气氛下的固态反应制备了一种氯负离子存储-发射功能材料[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺·(Cl^-)_3.80(O^2-)_0.10(C12A7-Cl^-)．通过离子色谱、电子顺磁共振、拉曼光谱验证,C12A7-Cl^-材料中存储的负离子主要是氯负离子,浓度为(2.21±0.24)×10²¹ cm^-3,此外还有小部分的氧二价负离子、氧负离子、氧分子负离子．这与通过飞行时间质谱得到的结果一致：从C12A7-Cl^-材料表面发射出的负离子主要是氯负离子(大约90%),还有小部分的氧负离子和电子．材料结构和表观变化分别由X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征     

电激励O2（a1Δg）发生器的实验研究

 在纯氧，及氧气和氩气的混合气体情况下，对射频放电产生O₂（a¹Δg）进行了实验研究。射频频率为13.56MHz，额定功率500W，放电压力133.0~399.0Pa， 氧气流量最大为1.4mmol/s， 氩气流量为2.1mmol/s。研究了O₂（a¹Δg）产率随气体流量、放电气压以及混合气体放电条件的变化。O₂（a¹Δg）产率最大值约为17.5%。     

Surface modification of polypropylene using argon plasma: Statistical optimization of the process variables

Low pressure plasma treatment using radiofrequency (rf) discharge of argon gas was employed to improve the hydrophilicity of polypropylene. The effects of argon plasma on the wettability, surface chemistry and surface morphology of polypropylene were studied using static contact angle measurements, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Increase in surface energy of polypropylene was observed as a result of argon plasma treatment. SEM and AFM images revealed the increased surface roughness. A set of identified process variables (rf power, pressure, argon flow rate and time) were used in this study and were optimized using central composite design (CCD) of response surface methodology (RSM). A statistical model was developed to represent the surface energy in terms of the process variables mentioned above. Accuracy of the model was verified and found to be high.     

微隙介质阻挡放电装置中的空气均匀放电光谱特性

大气压空气中介质阻挡均匀放电产生的等离子体在工业领域具有广阔的应用前景,为研究其产生条件及机理,利用微间隙介质阻挡放电装置,在大气压空气中实现了均匀放电。电学实验结果表明,低电压时电流波形在电压每半个周期存在若干个脉冲宽度很小的脉冲,肉眼观察到大量的微放电丝,随着外加电压增加,放电功率逐渐增加,放电空间内微放细丝增多。当电压增大到9.2 kV时,电流波形在电压每半个周期只存在一个宽度较大(约5.5 μs)强度较强的脉冲,观察不到微放电丝,微放电最终扩展叠加形成均匀放电。采集了光谱范围为330～420 nm的发射光谱,氮分子第二正带系337.1 nm的谱线强度明显比氮分子离子第一负带系391.4 nm的强。将337.1 nm谱线的强度归一,391.4 nm谱线的强度即反应了电子平均能量的大小,同时拟合计算了反映分子内部能量的氮分子振动温度。结果表明电子平均能量和分子内部能量都随外加电压的增加而降低。表明放电空间电场能量较低时不容易形成丝状放电,均匀放电模式中电子平均能量比微放电丝放电模式中的低。这些结果对于空气中介质阻挡均匀放电在工业应用方面具有一定的指导意义。     

Interaction of a surface glow discharge with a gas flow

A surface glow discharge in a gas flow is of particular interest as a possible tool for controlling the flow past hypersonic aircrafts. Using a hydrodynamic model of glow discharge, two-dimensional calculations for a kilovolt surface discharge in nitrogen at a pressure of 0.5 Torr are carried out in a stationary gas, as well as in a flow with a velocity of 1000 m/s. The discharge structure and plasma parameters are investigated near a charged electrode. It is shown that the electron energy in a cathode layer reaches 250–300 eV. Discharge is sustained by secondary electron emission. The influence of a high-speed gas flow on the discharge is considered. It is shown that the cathode layer configuration is flow-resistant. The distributions of the electric field and electron energy, as well as the ionization rate profile in the cathode layer, do not change qualitatively under the action of the flow. The basic effect of the flow’s influence is a sharp decrease in the region of the quasineutral plasma surrounding the cathode layer due to fast convective transport of ions.     

大面积沿面放电等离子体温度的光谱研究

设计了水电极放电装置,在空气/氩气混合气体中实现了大面积沿面放电。采用发射光谱法,对分子振动温度、电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化进行了研究。根据氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算出氮分子的振动温度;使用Ar 763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₂→1S₃)的两条发射谱线的强度比得到电子激发温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比得出了电子的平均能量的变化。实验研究了发射光谱随气压的变化,发现其强度随着气压的增加而增强,且其整个轮廓和谱线强度之比也发生变化。随着气压从0.75×105Pa升高到1×105Pa,分子振动温度、电子激发温度和电子能量均呈下降趋势。     

空心针-板电极大气压氩气辉光放电的特性研究

大气压均匀放电等离子体在工业领域具有非常广泛的应用前景,它是利用直流电源激励的空心针-板放电装置,以氩气为工作气体在大气压空气中产生均匀稳定的放电。对氩气流量和气隙间距对辉光放电发光特性的关系进行了研究,结果表明放电所产生的等离子体柱连接两个电极,发光较为均匀(观察不到放电丝)。在板电极附近放电等离子体柱直径最大,最大直径随着电流和气流的增大而增大。放电伏安特性研究发现,与低气压辉光放电相类似,两电极间的电压随着电流的增大而减小,并且随气流和气隙间距的增大而增大。对该大气压直流均匀放电在扫描范围为330～450 nm的光学发射光谱进行分析,获得了放电等离子体的分子振动温度和谱线强度比I_391.4/I_337.1随氩气流量和气隙间距的变化关系。I_391.4/I_337.1均随流量和气隙间距的增大而降低。对等离子体柱的I_391.4/I_337.1沿气流方向(等离子体柱轴向)进行了空间分辨测量,并进行了定性分析,结果表明,振动温度及电子平均能量随着远离空心针口距离的增大而增大。这些结果对大气压辉光放电在工业中的应用具有重要意义。     

大气压氩直流微放电光谱研究

微空心阴极放电或微放电是一种能够实现高气压下放电的有效方法。利用不锈钢空心针作阴极,不锈钢网作阳极,进行了大气压氩直流微放电实验研究。测量了大气压氩微放电光谱,发现氩气的发 射谱线主要集中在690～860 nm范围,且全部为氩原子4p—4s的跃迁。实验研究了不同放电电流、气体压强、气体流量与谱线强度之间的关系,发现谱线强度随放电电流、气体流量增加均增加,而谱线强 度随压强变化呈现不同特征：谱线强度随压强的增加先增加后降低,在13.3 kPa时强度最大。此外,选用跃迁波长为763.51和772.42 nm的两条光谱线,利用发射谱线强度比值法测量了氩气微放电等离子 体的电子激发温度。结果显示,其电子激发温度处于2 000～2 800 K之间,且随放电电流的增加而增加,随气体压强和气体流量的增加而降低。     

Glow Discharge Characteristics of Hollow Needle-Plate Electrode in Atmospheric Pressure ArgonSCIEI北大核心CSCD

Atmosphere pressure uniform plasma has the broad application prospect in the industrial field. Using hollow needle cathode - plate anode device excited by direct-current voltage, a uniform and stable glow discharge is generated at atmospheric pressure in ambient air with argon used as working gas. The influence of the experimental parameters (including gas flow rate and the gas gap width) on discharge has been investigated by optical method. It can be found that a glow-discharge plasma column can bridge the two electrodes. The plasma column is uniform, and no filaments can be discerned. Near the plate electrode, the diameter of the plasma column is largest of all positions. The maximal diameter of the plasma column increases with increasing the discharge current or the gas flow rate. Through electrical method, the voltage-current characteristic has been investigated. It has been found that the discharge voltage decreases with increasing the current which is similar with the characteristic of glow discharge in low pressure. It increases with increasing the gas gap width or the gas flow rate. By analyzing the optical emission spectrum scanning from 330 to 450 nm emitted from the direct-current glow discharge, the molecular vibrational temperature and the intensity ratio of spectral lines I-391.4/I-337.1 have been investigated as functions of the gas flow rate and gas gap width. Results indicate that both the vibrational temperature and the intensity ratio of spectral lines I-391.4/I-337.1 decrease with increasing the gas flow rate or the gas gap width. In addition, the molecular vibrational temperature and the intensity ratio of spectral lines I-391.4/I-337.1 have been investigated in spatial resolution along the direction of gas flow(plasma column axial), and give a qualitative analysis as well. It is found that the vibrational temperature and the average electron energy increase with increasing the distance from the hollow needle cathode. These results are important to the industrial applications of glow discharge.     

微空心阴极放电的流体模型模拟

采用流体模型研究了微空心阴极放电(MHCD)的特点，对放电中电场的形成，电子和离子的密度分布，电子能量分布进行了数值模拟.该计算是针对高气压，圆筒形阴极结构下的He放电.结果表明放电中存在空心阴极效应，从电子能量分布可以看出，放电中存在高能电子，放电空间的电场分布主要表现为径向电场.此外，通过改变气压，阴极孔径等参数计算出它们对放电的影响.分析表明减小孔径有利于负辉区更充分的重合.提高气压将缩短阴极位降区. 关键词： 微空心阴极放电 流体模型     

Generation of uniform atmospheric pressure argon glow plasma by dielectric barrier discharge

In this paper, atmospheric pressure glow discharges (APGD) in argon generated in parallel plate dielectric barrier discharge system is investigated by means of electrical and optical measurements. Using a high voltage (0–20 kV) power supply operating at 10–30 kHz, homogeneous and steady APGD has been observed between the electrodes with gap spacing from 0.5 mm to 2 mm and with a dielectric barrier of thickness 2 mm while argon gas is fed at a controlled flow rate of 1 l/min. The electron temperature and electron density of the plasma are determined by means of optical emission spectroscopy. Our results show that the electron density of the discharge obtained is of the order of 10¹⁶ cm^???3 while the electron temperature is estimated to be 0.65 eV. The important result is that electron density determined from the line intensity ratio method and stark broadening method are in very good agreement. The Lissajous figure is used to estimate the energy deposited to the glow discharge. It is found that the energy deposited to the discharge is in the range of 20 to 25 μJ with a discharge voltage of 1.85 kV. The energy deposited to the discharge is observed to be higher at smaller gas spacing. The glow discharge plasma is tested to be effective in reducing the hydrophobicity of polyethylene film significantly.     

流动氩气介质阻挡放电特性及振动温度研究

采用双水电极介质阻挡放电装置,在流动氩气中通过改变气隙间距、驱动电源频率和气体流量等研究放电电学特性和振动温度的变化。电学测量结果发现如果固定其他实验条件而只改变某一参数,小气隙间距放电的电流峰值和功率比大气隙间距的高。同样,增大驱动电源频率也能够使放电的电流峰值和功率增加,而增加气体流量使得放电电流峰值和功率减小。最后利用光谱学方法,通过对放电发射光谱中氮分子振动带系的分析,发现振动温度随着放电气隙间距、电源频率和气体流量的变化关系与放电的电流峰值和功率的变化关系基本一致。这些结果对流动气体中大气压介质阻挡放电的应用具有重要意义。