国际等离子体科学与技术会议

在国际等离子体科学与技术会议上共提出论文117篇,代表了在这个领域中最近的发展和成就.论文集分综述、热等离子体(近平衡)和低气压等离子体(非平衡)三个部分.热等离子体方面包括基本过程和模型,诊断,等离子体系统,熔化和气化,冶金,化工过程和热解.低气压等离子体方面包括基本过程和模型,诊断,聚合和表面处理,蚀刻和沉积. 本文包括四部分,即会议概况,主要学术内容,会议特点和等离子体技术前景.      

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     

第9届国际等离子体化学会议(ISPC-9)

概述了第9届国际等离子体化学会议的论文和活动情况,对这个领域的发展提出了一些看法。     

第9届国际等离子体化学会议(ISPC-9)

概述了第9届国际等离子体化学会议的论文和活动情况,对这个领域的发展提出了一些看法。      

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.     

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.      

高频热等离子体发生器数值模拟最近进展

高频感应耦合热等离子体发生器中的流动与传热和电磁场强烈耦合,它的数值模拟经历了从最简单的一维模型到比较完善的二维数值模拟的几个发展阶段.以前的基于一维非自洽电磁场解的模拟方法,最近已为包括自洽电磁场解的新方法所取代.新方法还能容易地推广到三维情形,从而为发生器的性能预估及参数优化提供有力的工具.本文概述了最近这一进展的产生背景及研究情况.      

环状等离子体的平衡问题

在受控热核反应装置中,环状磁约束装置(包括托卡马克、仿星器及最近出现的很多新型装置如皱褶环、扭曲器、球马克等)是其中的主流。所有这类装置都会遇到一个共同的问题即平衡问题,也就是在等离子体的压力P的驱动下,等离子体环的大、小半径都趋向于膨胀,如何使大小半径维持不变,就是环状等离子体的力学平衡问题(简称平衡问题)。对于      

爆轰等离子体非平衡区的双流体模型

在爆轰等离子体中存在一个由化学反应放热非平衡导致的非平衡电离区。由于电子质量远小于重粒子质量,使得在电离区中电子与重粒子的能量与动量交换效率较低,这也加剧了这种非平衡特性。建立了爆轰等离子体非平衡电离区中的电子和重粒子的双流体模型,并通过该模型研究爆轰等离子体中的非平衡现象。以氢氧爆轰为例计算不同氢氧摩尔比和初始压力条件下,爆轰非平衡区中重粒子参数和电子参数的变化情况。     

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.     

等离子体加工过程中尘埃微粒行为的研究

在等离子体加工过程中产生的尘埃微粒是影响半导体集成电路生产质量的关键问题,近年来吸引了不少科学家的注意力．尘埃等离子体已成为等离子体物理中一个重要的前沿分支．本文综述低气压等离子体加工过程中关于尘埃微粒的形成及生长过程、带电机制、作用力、输运特性及尘埃等离子体的强耦合性质等方面的研究进展,并介绍其主要测量手段,观测结果及理论模型      

等离子体减阻技术的研究进展

利用等离子体的特性减小飞行器的气动阻力是一种新概念的减阻思路.目前国外的一些风洞实验和计算结果已证明了等离子体减阻效果的显著性.本文介绍了国外等离子体减阻技术的研究进展,包括:逆向等离子体喷流减阻、基于等离子体边界层控制减阻和局部施加能量点源减阻.分析了等离子体减阻的基本原理及所涉及的一些关键技术点.最后针对我国的减阻研究情况,提出了等离子体减阻技术的研究方向.      

热等离子体科学技术的现状和发展

概述了热等离子体科学技术的现状和发展,介绍了一些工业应用和等离子体发生器。      

进气道等离子体/磁流体流动控制研究进展

为实现高速飞行器的宽速域飞行,如何保证进气道在非设计状态下的性能至关重要。相比于传统被动控制方式,等离子体/磁流体流动控制技术作为新概念主动流动控制技术,由于其具有结构简单,快速响应,并可根据实际飞行条件进行反馈控制等优势,在国内外上得到了广泛关注。本文介绍了等离子体/磁流体在高超/超声速进气道的主要应用方式与等离子体/磁流体建模方法。当进气道处于超临界状态时,等离子体/磁流体流动控制主要通过热阻塞效应产生虚拟型面,从而将激波系推回至唇口,该技术有望在需要短时间流动控制的高马赫数导弹上走向工程应用;由于等离子体/磁流体激励器与壁面平齐安装,对于高超声速飞行条件,相比于粗糙元其对热防护的要求较低,并且通过超声速风洞实验初步证明了通过高频激励对边界层施加扰动的可行性,需要从稳定性理论的角度对其物理机制进行研究。在后续发展中需要进一步创新等离子体产生技术及激励方式,发展等离子体与流的全耦合计算模型等离子体与流的全耦合计算模型与高效算法 ,为指导工程应用提供依据.      

电热化学发射中等离子体发生器放电特性的实验研究

从实验方面研究了电热化学发射中等离子体发生器随毛细管的几何尺寸和ＰＦＮ网络的初始充电电压等参数变化的放电规律，结果将有助于改进等离子体发生器的设计和提高放电的效能。     

加弧辉光离子渗NiCr与喷丸强化复合处理对钛合金微动疲劳性能的影响研究

研究了钛合金表面加弧辉光离子渗NiCr层的相组合和分布,对NiCr渗 层进行喷丸形变强化后处理,以协同提高钛合金耐微动疲劳性能。研究结果表明：利用加弧辉光离子渗技术可以获得由Ni3Ti金属间化合物等组成的渗镀复合层,从而提高钛合金的表面硬度和耐磨性能;NiCr渗层的耐磨性能与喷丸强化引入的表面残余压应力协同作用,使钛合金经加弧辉光离子渗NiCr和喷丸形变强化复合处理后的耐微动疲劳性能较单一喷丸强化处理更好。