Laser ablation assisted spark induced breakdown spectroscopy and its application

Recently, laser ablation assisted spark induced breakdown spectroscopy (LA-SIBS) has been growing rapidly and continue to be extended to a broad range of materials analysis. Characterized by employing a specifically designed high voltage and pulse discharge circuit to generate a spark and used to enhance plasma emission produced by laser ablation, allows direct analysis of materials without prior sample preparation. This paper reviews recent development and application of laser ablation assisted spark induced breakdown spectroscopy for material analysis. Following a summary of fundamentals and instrumentation of the LA-SIBS analytical technique, the development and applications of laser ablation assisted spark induced breakdown spectroscopy for the analysis of conducting materials and insulating materials is described.     

Flow control with plasma-based actuator in different velocity regimes: Momentum and heat transfer effects

In this study, control of the airflow by the direct current (DC) electrical discharge with bare electrodes has been investigated in different velocity regimes. The discharge characteristics of the plasma model are obtained numerically. An induced electrohydrodynamic (EHD) force on neutral flow was characterized based on momentum transfer from charged particles. The change in the incident flow parameters was studied by applying Navier–Stokes (N-S) equations, considering source terms arising from a weakly ionized plasma. The effect of the discharge on the low- and high-speed flow was simulated in this study. It was concluded that the changes of the velocity profile, airflow pressure, and oblique shock wave could be attributed to the EHD force from a nonthermal plasma to the incoming airflow. It was seen that the incident airflow is accelerated also by the induced EHD force. Our results show that the most important mechanism in the plasma-based flow control is the momentum transfer from the electrical discharge to the incident flow and that the gas heating has no significant role.     

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.     

热辅助解吸-介质阻挡放电离子化质谱快速检测磺胺类药物

磺胺类药物在家禽养殖行业中的滥用是一个极其严重的问题。该文采用一种热辅助解吸介质阻挡放电离子化质谱技术（HAD-DBDI-MS）,通过对其加热温度等参数的优化,建立了对磺胺吡啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺喹噁啉、磺胺胍及磺胺甲噁唑等磺胺类药物的快速检测方法,并通过二级质谱进行结构鉴定;与单独使用DBDI-MS相比,HAD-DBDI-MS的检出限降低了1~2个数量级。对鸡肉模拟加标进行了直接快速检测应用,实现了鸡肉中模拟添加磺胺吡啶的检出;通过在加热时引入甲醇辅助挥发,实现了对饲料模拟加标压片样品中磺胺胍、磺胺甲噁唑的检出。结果表明,HAD-DBDI-MS为禽类肉制品和饲料中磺胺类药物的快速检测提供了一种新的方法。     

衬底温度对Ba2FeMoO6薄膜生长的影响及磁性质研究

利用自制的Ba2 FeMoO6陶瓷靶材,采用脉冲激光沉积技术,在钛酸锶SrTiO3 (100)衬底上,于衬底温度分别为700℃、800℃、900℃下制备出了厚度为100 nm的双钙钛矿型氧化物Ba2 FeMoO6薄膜.分别采用XRD、AFM和VSM表征了样品的结构、表面形貌和磁性质.结果表明,在衬底温度为900℃时沿c轴择优取向生长效果最佳、成膜质量最好,从生长过程角度解释了原因;样品M-H曲线表明在衬底温度不同时生长出的各样品均具有铁磁性,其磁性随衬底温度的升高而增加,分子饱和磁矩在700℃到800℃时变化显著,在800℃到900℃时变化不是很大.     

微锥阵列对碳纳米管薄膜强流脉冲发射的影响

采用酞菁铁高温热解方法,以化学镀铜层为缓冲层,在具有微锥结构阵列的硅基底上制备了CNTs薄膜,并采用二极结构,在20 GW脉冲功率源系统中对其强流脉冲发射特性进行了测试.结果表明:在相同的峰值电场下,CNT薄膜的发射电流峰值随基底微结构单元尺寸的减小而增大,且当脉冲电场的峰值增加时,CNT薄膜的发射电流的峰值增长速度随基底微结构单元尺寸的减小而增大.结合利用有限元分析软件ANSYS模拟计算的微锥阵列结构上表面的电场分布,研究了不同单元尺寸的微锥阵列对碳纳米管薄膜强流脉冲发射能力的影响.     

脉冲电弧放电电离甲醇溶液制备碳膜的研究

利用脉冲电弧放电电离甲醇溶液在常压下研究了含金刚石成分的碳膜的制备。用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、激光Raman光谱和X射线衍射(XRD)研究了在确定的基片温度下甲醇浓度以及放电电压等沉积条件对薄膜的形貌和金刚石的合成的影响。研究结果表明：在放电电压低于2kV时，薄膜主要由无序石墨和无定形碳组成。提高放电电压有助于金刚石的合成，在高的放电电压下，降低甲醇溶液浓度有利于提高碳膜中金刚石成分的含量。     

电解液阴极大气辉光放电原子发射光谱检测水硬度

在自制的电解液阴极大气辉光放电原子发射谱(ELCAD-AES)装置上,研究了钙镁标准溶液的特征发射光谱,定量检测了Mg和Ca的含量,两元素的检出限分别为0.2mg/L和0.8mg/L。通过准确性和加标回收实验,以及与乙二胺四乙酸二钠盐络合滴定(EDTA滴定)法测量结果的比较,证明了ELCAD-AES方法测量水硬度的可靠性。测定了沸腾前后的自来水和地下水,以及湖水中Mg和Ca的含量,获得了这些水样的硬度。所建立的ELCAD-AES方法可用于水体硬度或金属元素的快速在线监测。     

脉冲激光沉积制备非晶La0.75Sr0.25MnO3薄膜用于半透明阻变存储器

用脉冲激光沉积方法制备非晶La_0.75Sr_0.25MnO₃（a-LSMO）薄膜作为阻变器件（Ag/a-LSMO/ITO）的中间层,所得器件具有良好的非易失性和双极阻变行为。ITO衬底及超薄a-LSMO薄膜具有很高的可见光透过率,从而可制备半透明阻变器件。通过高分辨透射电镜直接观测到了在银电极与ITO电极间的银导电细丝。器件的阻变特性归因于在非晶镧锶锰氧层中的银导电细丝的生长与断裂。     

LiCr_xMn_(2-x)O_4的倍率放电特性

研究了 Li Crx Mn2 -x O4的倍率充放电性能 ,用脉冲电流松弛法测定了 Li Crx Mn2 -x O4中 Li 的化学扩散系数 ,讨论了掺杂对其倍率放电性能影响的机理 .结果表明 ,适当增加掺杂量 ,可加快 Li 的化学扩散速度 ,抑制 Jahn-Tellar效应 ,改善 Li Crx Mn2 -x O4高倍率充放电性能 .在 1 C倍率充放电时 Li Cr0 .1Mn1.9O4的综合性能最佳