等离子体射流

摘要： 用磁场增强大气压等离子体射流(APPJ)限域改性镍钴合金泡沫(NCF),并在纯水中原位生长镍钴氢氧化物(NiCo(OH)_(2)),探讨等离子体射流对氢氧化物纳米材料电催化性能的影响。结果表明:磁场可有效提高APPJ改性位置的放电强度和活性粒子浓度,提升镍钴氢氧化物纳米晶核的形成密度,加速后续纯水中氢氧化物生长速度。此外,氧化物纳米六方体镶嵌在纳米片边缘,有利于增强电催化稳定性。制备的MO_(x)-M(OH)_(2)/PMNCF电极材料在碱性溶液中(1 mol·L^(-1) KOH)传递析氢(HER)析氧(OER)电流密度为100 mA·cm^(-2)时,过电位分别为248和385 mV,优于其他化学法制备的同类材料。本文为过渡金属化合物电催化材料的绿色构建提供了一种新方法。

摘要： 糖皮质激素(glucocorticoids,GCs)作为一类环境内分泌干扰物,引起了环境领域越来越多的关注。由于缺乏有效控制水中GCs污染的技术,本研究搭建了并联等离子体射流耦合活性碳纤维系统(paralleling plasma jet/activated carbon fiber,PPJ/ACF)以有效降解水中的糖皮质激素氟轻松(fluocinolone acetonide,FA)。当PPJ/ACF系统的放电功率为49.7W、ACF投加量为3g/L时,处理60min后,FA的去除率可达96%,能量利用率为96mg/kWh,能耗量为0.36kWh/L。PPJ与ACF联用有显著的协同效应,ACF可提供催化位点及吸附GCs位点,PPJ可原位释放ACF吸附位点。通过添加自由基抑制剂,发现羟基自由基(·OH)是降解FA的主要作用自由基。通过超高效液相色谱飞行时间质谱联用仪(ultra-high performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometer,UHPLC-QTOF)检测分析了FA可能的中间产物,根据中间产物分析FA的降解途径主要包括脱氟、酮酸脱羧、脱甲基、分子内环化、裂解和酯水解,表明FA毒性降低。因此,PPJ/ACF系统可有效控制GCs污染。

摘要： 强激光烧蚀低密度有机材料形成等离子体射流碰撞,可以对材料进行准等熵加载,比激光冲击加载应变率低,相同压强下可以获得更高的压缩度和更低的温升,在状态方程、飞片加速等方面有很强的应用前景.在星光Ⅲ置上首次开展了等离子体射流驱动小尺寸铝飞片及姿态诊断联合实验.通过调控有机材料厚度和真空间隙长度,获得了厚度20μm、直径约400μm的铝飞片,飞片加速时间长达200 ns.基于ps拍瓦激光的高能X光背光照相结果显示铝飞片在飞行约400μm距离后仍然保持了很好的飞行姿态和完整性.

摘要： 半导体泵浦亚稳态惰性原子激光是高能光泵浦气体激光领域具有潜力的新方案。已有报道均在约束的放电空间内产生亚稳态原子,功率放大受到多因素制约。为突破现有方案的局限,采用大气压等离子体射流方式在羽流区域产生高浓度亚稳态氩原子(1014 cm^(−3)量级),将放电和激光区域空间分离,利用811 nm窄线宽半导体激光器作为泵浦源,基于泵浦、激光和气流相互垂直的结构实现912 nm激光输出,有效拓展了该型激光体系的功率定标放大能力。

摘要： 采用二维轴对称流体模型对单电极结构(不锈钢针管)和双电极结构(不锈钢针管-高压环形电极)下同轴双通道进气的大气压氦气等离子体射流进行了对比研究。研究表明:相比于单电极结构,双电极结构下射流的传播速度明显降低,介质管内尤为严重。同时双电极结构下射流的空间结构也发生了显著变化。在单电极结构下,随射流发展由环形中空结构转变为实心圆盘结构;而在双电极结构下则呈现出实心圆盘结构至环形中空结构再至实心圆盘结构的演化过程,改善了射流空间分布的均匀性。此外,还研究了双电极结构下高压环形电极厚度对射流的影响。研究表明,随环形电极厚度的增加,射流的传播速度进一步降低,射流通道径向收缩,同时环形中空结构的射流内径减小,进而改善了射流径向分布的均匀性。

摘要： 该文设计了一套大气压冷等离子体射流处理人体组织模型的多学科交叉实验教学研究方案。该方案将等离子体射流在人体组织模型表面的处理范围可视化,极大地强化了学生对等离子体作用机理的认知,激发了学习兴趣。实验采用明胶水凝胶模拟人体组织,并在其中添加活性粒子显色剂,通过观测等离子体射流处理之后明胶水凝胶表面的显色分布情况,表征等离子体射流在人体组织模型表面的处理范围。该教学方案有助于学生了解学科前沿知识,提升学科交叉意识及科研能力,操作简单、成本低廉,适合国内大部分院校开展。

摘要： 通过大气压等离子体射流在玻璃纤维(GF)表面沉积氧化硅(SiOx)纳米颗粒的方法改善玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料的界面结合性能,利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱等表征分析了改性纤维的表面形貌、化学成分、润湿性能和复合材料的界面结合性能,并考察了等离子体射流载气流量大小对GF改性效果的影响。结果表明,当载气流量为40 mL/min时,GF的改性效果最好,且此时GF的表面能相比对照组提高了43.18%,GFRP复合材料的层间剪切强度提高了30.79%;经过等离子体处理后,GF的表面粗糙度增大,极性官能团增多,复合材料的界面结合性能提升。

摘要： 2022年7月20日,来自美国的初创公司Earthgrid公布了其正在开发的一款利用等离子体焰炬进行掘进的TBM。该公司声称,等离子体焰炬掘进法在硬岩中挖掘隧道的速度将比传统工法快100倍,成本却只需现有技术的2%。技术简介等离子体焰炬是一种用于生成定向流动等离子体射流的装置。该技术过去一般应用于切割、弧焊以及危险废物处理(气化)等领域。近年来,伴随相关技术的发展,等离子体焰炬的效率和性能逐渐增强,并开始在石油钻探领域得以应用。

摘要： 等离子体射流产生的众多活性粒子中,氧原子是化学活性非常强的氧化剂,也是生成其他含氧活性粒子的基础,因此确定氧原子浓度及其时空分布对提高等离子体射流的应用效率具有重要意义.针对于此,本工作利用单电极等离子体射流产生了实心结构的等离子体羽,利用高分辨光谱仪采集了放电的发射光谱.结果表明,等离子体羽中确实含有氧原子等活性粒子.采用光化线强度法通过比较氧原子谱线(777.4 nm)和氩原子谱线(750.4 nm)的强度比研究了等离子体中氧原子浓度.结果表明:等离子体羽中的氧原子浓度随着距离喷口距离的增加先减小后增大;固定其他实验参数的情况下,氧原子浓度随着外加电压峰值和工作气体流量的增加而增大;当工作气体中掺入空气后,等离子体羽中氧原子浓度随着空气体积分数的增加先增大后减小.结合放电机制,对以上实验现象进行了定性分析,所得结果对于大气压等离子体射流的应用具有重要意义.

摘要： 针对微波等离子体在金属表面微细加工的实际工程应用,设计实现了一种基于同轴结构尺寸为12.2mm×12.2mm×29mm的小型微波等离子体射流激发装置,并搭建实验系统对加工后的装置进行了测试.实验对该装置激发的微波等离子体射流温度,高度和吸收功率与微波入射功率、气体流量之间的关系进行了研究.通过对入射功率(6w～45w)和气体流速(1L/min～10L/min)的组合调节,最终得出由该装置激发的微波等离子体射流的温度和高度随气体流速与入射功率的变化关系,用电阻耦合式温度计测得射流温度约为25.5°C～87.5°C,射流经过图像处理后得到其高度约为0.8mm～2.87mm.通过对入射功率和气体流速的灵活调节,基本满足金属表面微细加工的应用需求.

摘要： 本文为考察火花放电等离子体射流控制机翼气动力矩的效果,在NACA0021平直机翼模型上安装火花放电等离子体射流发生器,通过改变射流发生器安装位置、射流角度及加载电参数,研究其控制机翼模型气动力矩的性能及机理.在NACA0021机翼模型近前缘处,布置2个火花放电等离子体射流发生器,采用气动力测量技术,在来流风速为20m/s时测得,攻角-4°～10°时,滚转力矩系数减小了10.6％～71％,攻角为14°、16°时,滚转力矩系数却增大了114.1％、535.9％;各攻角下偏航力矩系数减小了19.8％～64.7％.实验研究结果表明:等离子体射流可改变机翼模型横航向气动力矩,并可通过改变射流角度和加载电压频率调节等离子体射流控制横向气动力矩的效果.

摘要： 建立了一维辐射流体力学程序模拟高功率激光烧蚀气库材料产生等离子体射流的方法,对激光烧蚀气库材料形成斜波加载的气库结构及靶形设计提供依据.激光烧蚀气库材料产生高速的高温高压等离子体射流,在空腔中传播稀疏后,形成射流前端密度较低且密度逐次增加的等离子区,作用于靶上产生压力随时间缓慢增加的斜波加载.本文对激光烧蚀单层气库材料和夹心气库材料形成等离子体射流及在空腔中稀疏过程进行了模拟,数值模拟结果与实验阴影照相数据符合较好.

摘要： 为了研究等离子体射流在脉冲爆轰发动机中的作用过程,建立了等离子体射流点火和两相爆轰的数学模型,采用高精度的时空守恒元与求解元方法进行求解.计算结果表明:两种射流方式都能很好的实现燃烧转爆轰过程,并形成稳定的爆轰波.将等离子体射流当成气相的一种组分形式进行点火的射流方式能更准确的反映出点火过程.管径越大,形成稳定爆轰波的峰值越大,随着管径的增加,峰值的增长速度逐渐降低.DDT的时间和距离则跟管径成正比.计算结果对脉冲爆轰发动机的实验与设计具有重要指导.

摘要： 本文应用大气压等离子体射流传热与流动的三维数学模型,在相同初始条件下,计算得到了采用不同湍流模型时等离子体射流对称轴线上的温度、速度及空气质量分数分布,并与文献中同等条件下的实验结果进行了比较,结果表明采用标准k ε ?模型和Realizable k ε ?模型时与实验结果相差较大,而采用RNG k ε ?湍流模型的模拟结果与实验数据更为接近.本文还比较了采用不同湍流模型时射流核心区的温度和速度分布情况,结果表明基于RNG 湍流模型预测的温度和速度分布,更能体现等离子体射流核心区的层流特性。

摘要： 本文采用CE/SE方法对N—S方程与Maxwell方程耦合求解,首次对等离子体射流点火和气液两相燃烧转爆轰过程进行数值模拟。结果表明等离子体射流可以在短时间内点燃爆轰管内汽油/空气混合物,并且能够实现燃烧转爆轰.计算结果对脉冲爆轰发动机气液两相爆轰的研究具有重要意义。

摘要： 利用冷弧空气等离子体射流对船体钢表面进行改性处理，以提高基材表面活性。通过高频放电产生的等离子体在压缩空气作用下欧向基材的表面，放电气体中的高能粒子对基材表面进行清洗和活化，研究了基材表面在处理前后的接触角变化。研究发现：射流处理ls，基材表面的接触角即可从处理前的83.7°降低到30°以下；随着处理时间延长至30s，接触角略有降低，但是变化已经不明显；处理后的表面放置2天后接触角增大至45～58°，仍明显低于处理前的角度。以上研究表明：射流处理船体钢提高表面润湿程度具有高效性和时效性。

摘要： 本文主要介绍了自行研制的空心阴极等离子体炬的结构和工作原理,研究了等离子体炬的伏安特性、功率、热效率、炬效率、冷却水温度的变化等与工作气体流量之间的关系,以及对等离子体射流形貌的影响.实验结果表明,弧电压随工作气体流量的增加而增大,随弧电流的增大而减小;等离子体炬的热效率及炬效率随工作气体流量的增加而增大,随弧电流的增加而减小;等离子体炬功率与工作气体流量成正比,随弧电流增加而增加;电极的冷却水温度随工作气体流量、弧电流的增加而不断升高;工作气体流量对等离子体射流的形貌有一定的影响.这一实验结果对今后大功率等离子体炬设计具有一定的参考价值.

摘要： 本文应用溶液注入热等离子体喷涂传热和流动过程的三维数学模型，对溶液喷雾喷入参数对溶液喷雾在热等离子体射流中运动和加热历程的影响进行了研究。结果表明以一定的角度逆向喷入溶液可以强化溶液喷雾的加热蒸发过程，在一定范围内提高溶液初始喷入速度，可以使小粒径的液滴获得较大的动量进入射流高温区获得充分加热。结果还表明，为了得到致密的涂层，应尽可能把沉积基板放置在射流下游0.08m范围内。

摘要： 本文运用冷弧空气等离子体射流(以下简称射流)技术处理316L不锈钢表面10min，分别采用俄歇能谱(AES)、阳极极化和FeCl3加速腐蚀实验等研究所形成钝化膜的成分、结构和抗点蚀性能。经加速腐蚀实验后，与自然氧化样品相比，射流处理过的样品表面腐蚀坑的数量少、直径小、深度浅;极化曲线显示射流处理过的样品的点蚀电位、开路电位提高400mV左右，极化率增大约4倍，表明射流处理过的316L样品的耐点蚀性能明显提高;AES元素深度分析显示，射流处理过的样品表面氧化层的厚度增大约10倍。可以认为：空气等离子体射流能够大幅提高316L不锈钢表面形成钝化膜的速度和厚度，从而提高基体的耐点蚀能力。

摘要： 本文描述了一种用于在大气压、低温条件下生成等离子体的方法和设备。所述的用于生成等离子体的设备包括：第一电极对，第一电极对的每个被介电层分开并相对于其中气体流动的管状管道定位在外部，以及第二电极对，同样在该情况下，第二电极对的每个被介电层分开并相对于所述管状管道定位在外部，其中，相同气体相对流动的方向相对于第一电极对向下游流动。高频激励被施加到第一电极对而射频激励被施加到第二电极对。以这种方式所生成的等离子体源于传输管道的出口处的气流。高频激励可在脉冲序列中施加并且射频发生器基本上在所述脉冲序列中被激活，以用于限制所处理的基板上的热负荷的目的。可通过与用于气体的管状管道同轴的中央传输管道将化学前体和试剂添加到等离子体作为蒸汽或悬浮气体。

摘要： 一种等离子体蚀刻方法，包括：第1工序，在惰性气体的等离子体、即第1等离子体(PL1)中将基板(S)吸附于单极式静电卡盘(15)上之后，停止生成第1等离子体；和第2工序，在卤素类蚀刻气体的等离子体、即第2等离子体(PL2)中对基板(S)进行了蚀刻之后，停止生成第2等离子体。然后，在第1工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了正电压的状态下停止生成第1等离子体(PL1)，在第2工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了负电压的状态下停止生成第2等离子体(PL2)。

摘要： 这里所公开的是一种用于在等离子体室中生成等离子体的等离子体室设置方法。制备多个等离子体线圈，包括第一等离子体源线圈、第二等离子体源线圈和第三等离子体源线圈，该第二等离子体源线圈在其中心部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率，该第三等离子体源线圈在其边缘部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率。将第一等离子体源线圈设置在等离子体室上，并蚀刻测试芯片。对测试芯片的每个位置的蚀刻速率进行分析，并基于分析结果利用第二等离子体源线圈或第三等离子体源线圈代替第一等离子体源线圈。

摘要： 本文描述了一种用于在大气压、低温条件下生成等离子体的方法和设备。所述的用于生成等离子体的设备包括：第一电极对，第一电极对的每个被介电层分开并相对于其中气体流动的管状管道定位在外部，以及第二电极对，同样在该情况下，第二电极对的每个被介电层分开并相对于所述管状管道定位在外部，其中，相同气体相对流动的方向相对于第一电极对向下游流动。高频激励被施加到第一电极对而射频激励被施加到第二电极对。以这种方式所生成的等离子体源于传输管道的出口处的气流。高频激励可在脉冲序列中施加并且射频发生器基本上在所述脉冲序列中被激活，以用于限制所处理的基板上的热负荷的目的。可通过与用于气体的管状管道同轴的中央传输管道将化学前体和试剂添加到等离子体作为蒸汽或悬浮气体。

摘要： 本发明涉及平面型等离子体诊断装置，其特征在于，包括：发送天线，用于向等离子体施加频率可变的微波；接收天线，用于从上述等离子体接收上述微波；以及本体部，以相互绝缘的方式包围上述发送天线与上述接收天线，上述发送天线的用于施加微波的上部面与上述接收天线的用于接收微波的上部面为平面型，上述发送天线与上述接收天线的上述上部面的侧面相互相向。

摘要： 一种等离子体蚀刻方法，包括：第1工序，在惰性气体的等离子体、即第1等离子体(PL1)中将基板(S)吸附于单极式静电卡盘(15)上之后，停止生成第1等离子体；和第2工序，在卤素类蚀刻气体的等离子体、即第2等离子体(PL2)中对基板(S)进行了蚀刻之后，停止生成第2等离子体。然后，在第1工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了正电压的状态下停止生成第1等离子体(PL1)，在第2工序中，在从单极式静电卡盘(15)向基板(S)施加了负电压的状态下停止生成第2等离子体(PL2)。

摘要： 本发明公开了一种等离子体射流装置及等离子体切割系统，所述等离子体射流装置包括壳体、与所述壳体可拆卸连接的底座，所述底座上设置有注气孔以及多个阴极柱插入孔，所述等离子体射流装置还包括多个阴极柱以及与多个所述阴极柱一一对应的多个子装置，多个所述子装置装设于所述壳体中，多个所述阴极柱通过多个所述阴极柱插入孔插入所述子装置中。本发明所提供地等离子体射流装置，一方面，能够产生足够的射流以满足切割需求；另一方面，能够减少单一射流装置的工作压力，均和能量输出，提高切割效率。

摘要： 本发明公开了一种等离子体射流装置、等离子体辅助加热灶头及燃气灶整机，属于等离子体加热技术领域。该装置包括：电源、放电电极、射流装置外壳和空气输送机构；电源用于给所述放电电极通电；所述放电电极用于通电后在其靠近所述喷嘴的一端产生等离子体；所述空气输送机构用于输送外部空气以产生气流，所述气流将所述放电电极产生的离子体从所述喷嘴射出形成等离子体射流。本发明将单个等离子体射流装置嵌入燃气灶的灶头内的燃烧孔内，整个燃气灶包括多个燃烧孔，部分燃烧孔内包含一个内置的等离子体射流装置。本发明通过将等离子体射流装置嵌入灶头内，使得燃气加热产生的热量和等离子体加热产生的热量相互叠加，从而可以获得更高的加热功率。

摘要： 本发明公开了一种等离子体射流阵列非均匀等离子体产生装置，其包括射流装置，射流装置包括气体导管，气体导管前侧设置有石英管，石英管内布置有高压电极，高压电极与电源装置连接；石英管的前侧设置有诊断装置，诊断装置包括探针，探针的后部分别与探针控制装置和测量传感器连接；气体导管与气体装置连接，气体装置、电源装置、诊断装置分别与控制装置连接，控制装置包括控制器。本发明能够解决现有技术中生成的等离子体电子密度以及分布难以控制的问题，结构简单、效率高、可靠性强。

摘要： 本实用新型提供了一种可显著扩展等离子体射流长度的常压等离子体装置，包括腔室、类注射器石英管、电极以及样品台，所述类注射器石英管开有所述进气口和所述喷嘴，所述电极置于所述类注射器石英管中间，所述腔室由所述石英筒、所述上封闭盖和所述下封闭盖组成，所述出气口在所述石英筒的右下侧。本实用新型所述腔室可形成一个充满放电气体的封闭环境，减少了周围大气对放电的影响，可显著延长等离子体射流长度，封闭环境也有利于降低等离子体放电电压，同时可以对有毒有害的气体进行等离子体射流研究。