具有广阔前景的热等离子体处理

本文概述了热等离子体的基本概念、产生方法以及它在材料处理中的应用．热等离子体处理（ｔｈｅ－ｒｍａｌ　ｐｌａｓｍａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）已经并将继续产生巨大的经济效益．对有关的基本过程缺乏深入的了解已成为该领域进一步发展的主要障碍，因而近来已成为快速增长的研究领域．本文最后部分列举了若干有待深入研究的基本问题，并评论了某些最近的研究进展．     

Li-和Na-单电子解离过程的研究

采用交叉束方法 ,利用负离子源产生的 3— 19keV的Li- 和Na- 轰击惰性气体靶He ,Ne和Ar ,通过静电偏转和位置灵敏探测器区分碰撞后中性粒子束和负离子束 ,测量了不同碰撞系统的中性粒子计数与相应入射负离子计数的比值R(E) ,并得到R(E)与入射负离子能量、负离子种类和靶原子种类的关系. The count ratios R of the neutralized atoms of final state to projectiles Li -and Na -in collision with He, Ne and Ar are measured in the energy range of 3-19 keV. It is found that the count ratios R increase slowly with the collision energy in whole experimental energy range for He, Ne and Ar. For Li -→He, Ne, Ar Collisions, R(He)≈R(Ar)>R(Ne), and for Na -→He, Ne, Ar Collisions, R(He)>R(Ar)> R(Ne).     

压力对热等离子体向颗粒传热的影响

对于等离子体化学与等离子体加工领域中所用的典型颗粒尺寸范围而言,压力对传热的影响主要通过努曾(Knudsen)效应.对于努曾数不太大的情形,本文基于“热传导势眺跃近似”,研究了压力对热等离子体向颗粒传热的影响.研究结果表明,对于比较小的颗粒(几微米半径),努曾效应甚至在相当高的压力下即很显著;而对于比较大的颗粒(例如100微米半径),低压下努曾效应也会相当显著。     

热等离子体绕流圆柱体热流表达式的改进

用计算研究的办法，本文对以前得出的热等离子体横向统流圆柱体传热条件下的热流表达式做了两点改进：①建议采用参考焓所对应的温度作为选取物性的参考温度．在等离子体温度较低时，也可用所对应的温度作为参考温度；②在相当宽阔的实验参数范围内，前半圆柱的热流集中系数可取为０．７５，这有助于扩展理论结果的使用范围。     

湍流空气射流引射特性的模拟研究

本文采用数值模拟方法,研究了湍流空气射流对环境空气的引射特性,包括等温射流和非等温射流情形.结果表明,由于射流不停地引射环境空气,射流"势核"区下游的温度与轴向速度迅速降低;射流引射量的模拟结果与文献中报道的、采用多孔壁技术进行实验所建立的关联式良好符合.     

Interaction of O3+ Ions with Al2O3 Nanocapillaries

We investigate angular distributions of the transmitted 60 keV and 120 keV O^3＋ ions through nanocapillaries with 50hm diameter and 10μm length. The experimental results are in agreement with the ＇guiding effect＇ found by Stolterfoht et al. For different tilted angles of the nanocapillary membrane with respect to the beam, the angular distributions of the transmitted ions are measured by a one-dimensional micro-channel plate （MCP） detector. Moreover, the dependence of this guiding effect on the projectile energy is studied.     

高电荷态离子入射Al表面库仑势对靶原子特征谱线强度的影响

用同一动能(150keV)而不同电荷态的⁴⁰Ar^q+(8≤q≤16)离子入射金属Al表面,靶原子受激辐射产生特征光谱线. 实验结果表明：高电荷态离子与金属表面相互作用过程中,经过与靶原子碰撞(Penning碰撞)交换动能和共振电子俘获(resonant capture)释放库仑势能,将携带的能量沉积于靶表面,使靶原子激发. 这种激发不同于光激发,它不仅激发了原子复杂电子组态之间的跃迁,而且跃迁辐射的特征谱线强度增强的趋势与入射粒子的库 关键词： 高电荷态离子 库仑势 特征光谱 光谱强度     

Ar16+和Ar17+离子与Zr作用产生的X射线谱

将超导离子源提供的10-20keV/q Ar16 和Ar17 离子入射到Zr金属表面,在相互作用中产生的X射线谱表明,高电荷态Ar16 离子在金属表面中性化过程中有可能存在多电子激发,使Ar16 的K壳层电子被激发形成空穴,在退激过程中发射特征Kα-X射线.空心原子Ar的K层发射X射线强度随入射离子的动能而减弱,靶原子Zr的L壳层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强.Ar17 的单离子的Kα-X射线产额比Ar16 单离子的Kα-X射线产额大5个数量级.     

中低速C3+与He，Ne，Ar原子相互作用过程中单电子转移绝对截面的测量

实验测量了1.7v₀—4.2v₀(v₀为玻尔速度,v₀=2.19×10⁸cm/s)的C³⁺与He,Ne,Ar原子碰撞过程中单电子转移绝对截面.将实验结果与多体经典轨道蒙特卡罗模拟计算结果做了比较,发现测量结果与多体经典轨道蒙特卡罗模拟计算结果在趋势上相符.当入射离子速度在1.7v₀—2 关键词： 离子-原子碰撞 单电子转移 绝对截面     

30 keV He~(2+)在不同倾斜角度的聚碳酸酯微孔膜中的传输过程

本文测量了30 keV的He~(2+)入射倾斜角度分别为-0.5~?,-1~?,-1.5~?和-2.5~?的聚碳酸酯纳米微孔膜后,出射粒子角度分布、电荷态分布以及相对穿透率随时间的演化.当微孔膜倾斜角度在-0.5~?,-1~?和-1.5~?时,出射的He~(2+)离子始终保持在入射束流方向,出射的He~0原子出射方向由微孔孔道方向逐渐转移到入射束流方向,在实验过程中观测到明显的电荷交换,这一现象与之前发现的导向效应不同,微孔内部沉积的电荷斑和微孔内表面原子的短程集体散射作用,克服入射离子的横向动量,使入射离子在微孔内表面以上以类似镜面掠射的方式出射,并发生时间演化效应,主要传输机制为电荷斑辅助的表面以上的类似镜面掠射行为.而当倾斜角度在-2.5~?时,出射的He~(2+)离子始终保持在入射束流方向,出射的He~0原子始终保持在微孔孔道方向,沉积的电荷斑很难克服入射离子的横向动量,没有时间演化效应,主要传输机制为微孔内表面以下的多次随机非弹性碰撞过程.这一物理图像使中能离子入射不同倾斜角度的微孔膜物理认识更加深入和完整.