高气压预电离短脉冲XeCl准分子激光产生研究

研究了在高气压、大体积、泵浦功率1.395 9 MW·cm-3抽运下,产生的XeCl*准分子激光光谱,波段307.7～308.5 nm,结果显示有两个谱线峰值307.98和308.19 nm,谱线最强的跃迁是B—X跃迁,脉冲宽度11.13 ns。在气体配比HCl∶Xe∶He=0.1%∶1%∶98.9%下,采用预电离初始电子,产生稳定辉光放电过程,获得了0.5～5 Hz,单脉冲能量450 mJ,束散角3 mrad, 短脉冲的准分子激光。     

交变电场对扩散火焰燃烧过程及NO生成的影响

本文实验研究了高频交变电场对甲烷/空气扩散火焰的影响,在较大的电压变化范围内对比了火焰的形态、中间产物浓度和燃烧产物组成的变化。实验结果表明,随着电场电压从零开始不断增大直到发生气体放电,CH和OH的体积浓度先减小后增大,最后维持在比较稳定的范围内;产物中NO的体积分数先减小,后增大,发生气体放电后急剧减小,而CO体积分数变化与NO正好相反。发生气体放电时不完全燃烧加剧,火焰不稳定性增强。     

大气压介质阻挡放电的光谱研究

使用水电极介质阻挡放电装置,分别在大气压空气和氦气中实现了稳定的高气压放电。通过水电极观察两种气体的放电,发现大气压空气中放电为空间随机分布的微放电丝,等离子体是不均匀的,而在氦气中放电没有微放电丝,空间分布比较均匀。比较而言,这种均匀放电产生的等离子体具有更广泛的工业应用前景。对两种气体中放电的电流波形进行了比较,发现空气中放电的电流脉冲在时间上是随机出现的而氦气中放电的电流脉冲在时间上具有周期性,并且空气中放电脉冲宽度约为几十ns而氦气中放电的电流持续时间较长,脉冲宽度大约为1μs。文章还对两种气体中介质阻挡放电发射光谱进行了研究,结果表明大气压氦气中均匀放电的N+₂(B2Σ+_u→X2Σ+_g)谱线391.4nm很强而在大气压空气放电中此光谱线很弱。这些研究结果对高气压条件下均匀放电的实现和大气压辉光放电的工业应用具有重要意义。     

氦气压强对单脉冲过程电光开关特性影响的数值分析

根据单脉冲过程电光开关气体放电的微观物理过程,提出了氦气放电的一维数值模型。用数值方法分析了气压对单脉冲过程电光开关的气体击穿、放电电流、KDP晶体两侧电压、开关效率、开关速度、等离子区电子温度及等离子体浓度的影响。数值计算结果表明,气压主要影响开关速度的快慢,而对开关效率的大小影响作用不大。在相同开关脉冲的驱动下,在气压较低的情况下,开关速度随气压增大而变快;而在气压较高的情况下,开关速度随气压增大而变慢。由此得到口径为8cm×8cm电光开关的最佳工作气压为1-4 kPa的结论。     

多针对板负电晕放电电离区形貌确定

在前期对常压下多针对板负电晕放电伏安特性研究的基础上,利用光学发射光谱(OES)法检测放电产生的N₂发射光谱,研究其电离区形貌。根据N₂发射光谱中峰值最大的第二正态激发谱峰强度I_SPB在高压针电极周围的空间分布,较精确地确定了电离区形貌;在电离区内体积分I_SPB,获知I_SPB与放电电流I之间的关系。实验结果表明,电离区大小随着外加电压U升高而增大;电子雪崩始于距离针尖半径约1 mm处的球面上,并且只在mm量级范围内发展,即电离区的大小为mm量级;电子雪崩沿针尖轴向比沿径向发展范围大,电离区形貌为“子弹”状;I_SPB的积分值与I成二次相系数很小的二阶线性关系,故放电中受激物质主要是N₂;高能电子主要存在于电离区,迁移区中形成电流的带电粒子为离子。     

激励电压对沿面介质阻挡放电特性的影响分析

近年来,沿面介质阻挡放电(SDBD)用作大气压下气流控制的等离子体激励器因其众多的优点受到了广泛的关注.然而,国内外对沿面介质阻挡放电及其应用的研究尚处于探索阶段,对其放电特性的影响因素缺乏规律性的认识.因此,对SDBD相关特性和影响因素进行研究具有重要理论意义和应用价值.本文使用频率5～20 kHz,峰值电压0～30 kV的可调正弦交流电源激励大气压环境下的SDBD装置.通过调节激励电压大小,研究了其与SDBD放电特性之间的关系,对等离子体放电电流、放电形貌、功率损耗、诱导气流以及机械效率进行了分析.实验结果表明,SDBD消耗功率、放电强度和诱导气流均会随着激励电压的增大而增大,但机械效率存在先增大后减小的趋势,说明等离子体流动控制中研究中存在最佳效率点.     

Mo,W电极在MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2熔盐中电解镁的钝化行为

应用循环伏安法和计时电流法研究了Mg(Ⅱ)在MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2四元熔盐体系中于(Mo、W)阴极上的放电过程及其钝化行为.结果表明,W电极放电反应的可逆性比Mo电极的好.后者的计时电流曲线偏离线性特征,且其阴极钝化比W严重.     

多通道表面放电光泵浦源触发特性研究

 介绍了多通道表面放电光泵浦源的设计,理论分析了触发电压幅值及上升时间、绝缘基板厚度等参数对所设计光泵浦源触发特性的影响。分析表明：在触发电压作用下,通道两电极处电场出现强烈畸变,而通道中间电场基本为零。采用高速相机拍摄泵浦源的放电图像以及电流线圈测量各通道的放电电流这两种方法实验研究了泵浦源的同步性及放电均匀性。当氮氩混合气体总气压为0.1 MPa (氮氩体积比为3∶7),充电电压20 kV,触发电压30 kV,前沿约10 ns时,成功实现了10通道均匀放电,抖动约20 ns。实验结果表明：在保证放电装置绝缘良好的情况下,若充电电压和触发电压越高,触发电压上升时间越短,触发电极至通道的有效距离越短,则多通道放电的抖动就越小,放电均匀性越好。     

金属目标表面气体放电单元放电过程的PIC-MCC模拟

 对目标表面的浮地导体边界的存在及其对单元气体放电过程所产生的影响进行了研究,针对导体边界条件,应用高斯定理和电荷守恒定律推导出这种边界条件的数值处理方法,得到了有界等离子体空间电势的数值分布。电场的数值计算表明,浮地导体的电势随着内部场的变化而变化,其大小介于两个电极的电势之间,对放电区域的电场分布产生较大的影响。 对金属目标表面放电单元的放电过程的PIC-MCC模拟结果表明, 浮地导体的存在能够改变放电空间的电场结构,形成不均匀场,有利于气体的电离和等离子体区域的形成,同时将使虚阳极所形成的电势平台在边界附近下陷,导致等离子体壳层的厚度变小。     

常压射流等离子体发射光谱研究

使用改进介质阻挡放电装置生成常压射流等离子体,采用光纤光栅光谱仪在300～1 000 nm范围记录了不同放电电压的氩气发射光谱,并比较了空气和氩气常压介质阻挡放电等离子体发射光谱,分析发现氩气发射光谱中的谱线都是氩原子的发射谱线,表明常压射流装置产生的等离子体全部为氩等离子体,而无其他空气成分参与放电。为测量电子激发温度,选用相距较近的763.51和772.42 nm两条光谱线对电子温度进行分析,结果表明电子激发温度的范围在0.1～0.3 eV,而且它还随着放电电压的增加而增加。初步使用“红外测温仪”测量被处理材料表面温度,结果发现材料表面的温度也随着放电电压的增加而增加,范围在50～100 ℃,材料表面温度的变化趋势可以近似表征等离子体宏观温度变化趋势。通过分析常压射流等离子体的温度特性,探讨了常压射流等离子体温度对材料改性研究的意义。