MEVVA离子源等离子体密度测量

采用静电探针方法测量了ＭＥＶＶＡ离子源中的等离子体，得到了单探针，双探针的特性曲线，等离子体电子温度和等离子体离子密度以及离子密度随离子源轴向的变化和径向分布。其中离子密度随离子源径向的分布近似为高斯分布，还研究了等离子体密度与弧流的关系，并采用加会切磁场的方法试图改善等离子体密度的径向分布的均匀性，得到了一些有益的结果。     

MEEVA源生成Ti金属等离子体粒子密度和电离度的原子发射光谱诊断

利用原子发射光谱对等离子体粒子密度进行诊断的Saha-Boltzmann方程法,并对其进行了改进.并结合多谱线斜率法,针对用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪采集到的金属蒸汽真空弧(MEVVA)源生成的金属钛等离子体的发射光谱,对其电子、离子温度,电子、原子、一价离子和二价离子密度,原子和一价离子电离度进行诊断;对MEVVA Ti等离子体的热力学状态进行了判断;从而实现MEVVA Ti等离子体的发射光谱诊断.此外,还对MEVVA Ti等离子体参数随离子源工作弧压的变化情况进行了讨论.     

超音速电弧风洞探针信号的分析

对高超音速电弧风洞实验中探针系统测量到的等离子体密度扰动信号进行了有效的分析．将小波分析的方法首次引入到对高超音速电弧风洞中的静电探针信号的分析之中，获得了满意的结果．     

真空开关在分断过程中电弧引燃过程研究

为了深入了解真空电弧的引燃过程，测量了直流真空电弧起弧阶段的电弧电压，屏蔽罩电位以及屏蔽罩收集的离子电流等参数，分析了真空电弧的引燃过程，起弧后等离子体的扩散过程，以及纵磁场对等离子体扩散的影响。     

微波等离子体的朗缪尔探针测量

随着微波等离子体的应用越来越广泛,其参数的测量研究也逐渐得到人们的重视.本文使用朗缪尔探针测量了微波等离子体的单探针I-V特性,并根据探针测量原理计算出等离子体空间电位、电子温度,电子密度和离子密度等参数.     

TIG电弧弧柱机制的静电探针分析

利用自行研制的运动铜丝静电探针,对TIG电弧进行低扰动诊断,测量弧柱区不同位置的电位.结合静电探针与等离子体相互作用机理分析电位波形的形成机制.研究发现,当探针位于电弧的中央区域时,探针与载流等离子体和非载流等离子体发生交替接触,使探针上的电位呈负电位和零电位交替变化.据此提出摆动载流通道TIG电弧模型.在电极的阴极斑点和工件的阳极斑点之间,形成一种直径小于弧柱的载流通道,它以数百赫兹的频率,在电弧内部温度较高的等离子区旋转和摆动,承担所有的电弧电流.而在载流通道没有运动到的外围温度区域,则呈现温度较低的负离子区.     

基于图像处理技术的等离子体射流稳定性研究

在等离子体技术领域,目前主要基于分析等离子体电弧弧压波动情况间接的研究等离子体射流稳定性。提出一种利用CCD相机以一定频率拍摄等离子体射流图像并基于MATLAB程序分析等离子体射流稳定性的方法。首先利用高速CCD相机按照设定的拍摄频率拍摄等离子体射流图像信息并保存;然后利用MATLAB程序将拍摄的等离子体射流图像转化为灰度图,并求取灰度图中像素大于阀值的像素长度;接着根据预先测量的单位像素长度与等离子体射流实际长度的比值获取等离子体射流实时长度值;最后求取等离子体射流长度与平均长度值的差值和平均长度的比值,定量的分析射流的稳定性。此外,基于此分析方法,通过实验对层流等离子体射流稳定性进行了分析,结果表明此法可有效在线或离线分析等离子体射流稳定性,且等离子体射流的实际波动情况并不与等离子体电弧的波动情况完全保持一致。     

等离子体电枢电磁轨道炮电枢电弧长度的测量

对用Ｂ－ｄｏｔ磁探针测量三维等离子体电枢电弧长度的原理进了理论分析,给出了根据记录的磁探针信号波形计算等离子体电枢电弧长度的判据．通过实测的数据对判据的准确性进行了实验分析与验证．     

用于煤粉点火的电弧等离子体发生器性能研究

介绍了一种用于电站锅炉煤粉点火的等离子体发生器,实验研究了发生器电弧的电压特性,对等离子体发生器的工作气压范围进行了性能评估,并得出了气压与电弧电压的对应曲线,利用焓探针测量了发生器出口轴线方向的温度分布.实验结果表明:此等离子体点火器的工作稳定可靠,工作气压范围广,发生器出口50mm处轴线温度超过3300K,有效点火长度可以达到500mm,有利于点燃煤粉.     

金属等离子体浸没动态离子束增强沉积

采用由阴极真空弧等离子体源、负脉冲高压靶台和磁过滤系统组成的金属等离子体浸没动态离子束增强沉积系统,对３０４Ｌ不锈钢进行金属等离子体浸没动态离子束增强沉积处理。对试样予以电化学测试和ＡＥＳ分析。动态增强沉积试样比非增强沉积试样有更强的抗电化学腐蚀能力。     

等离子体电枢电磁轨道炮电枢电弧长度的测量

对用Ｂ－ｄｏｔ磁探针测量三维等离子体电枢电弧长度的原理进行了理论分析,给出了根据记录的磁探讨信号波形计算等离子体电枢电弧长度的判剧。通过实测的数据对判据的准确性进行了实验分析与验证。     

发射光谱法测量城轨弓网电弧等离子体温度

通过设计弓网电弧光谱实验,模拟DC 1 500 V条件下的城轨弓网燃弧现象,利用光谱仪测量电弧光谱数据,选取电弧光谱中5条Cu I的分立线状特征谱线,采用玻尔兹曼图方法得到相同条件下6组电弧的平均温度为5 962.20 K,符合电弧等离子体的温度特征.文中研究方法及结论对城轨弓网电弧温度的在线监测具有一定的指导意义.     

朗谬尔探针诊断直流脉冲等离子体

采用朗谬尔双探针对工作频率为1 kHz、占空比为15%的直流脉冲等离子体在气体分别为空气、氨气和氩气,脉冲电压为600 V,压强为109 Pa条件下进行了诊断,得到了电子密度、电子温度在一个脉冲周期内随时间变化的情况.在采用空气放电时测量了辐射光强在一个脉冲周期内的变化情况.并对脉冲激励下的等离子体内参数的响应特殊现象进行了讨论.     

微波ECR等离子体参数测量及分析

利用双探针测试了微波ＥＣＲ等离子体参数，发现获得大面积均匀等离子体源强烈依赖于轴向磁场梯度，等离子体参数受气压影响亦很大。测量结果与理论分析一致。     

电子回旋共振等离子体静电探针诊断技术研究

采用Langmuir静电单探针和双探针诊断技术对微波电子回旋共振(ECR)装置产生的低温低气压氮气等离子体进行诊断.测量了等离子体密度随微波功率,轴向距离,径向距离的变化关系以及电子温度随轴向距离的变化关系.采用3种不同理论计算等离子体密度;分别采用单探针与双探针测量电子温度.结果表明,由饱和电子电流计算得到的电子密度与由受限轨道理论计算得到的电子密度相一致,约为1×1010/cm3,而由饱和离子电流计算得到的电子密度在2×1010/cm3左右;由单探针测量的轴向电子温度最高可达7 e V,而双探针的测量值最大仅为4.5 e V.越靠近离子源处,这一差异性越明显.然后引入Langmuir受限轨道理论对这些差异现象进行分析,提出电流分离的思想,将电子电流与离子电流分离,证明了受限轨道理论在ECR等离子体中的适用性.通过利用电流分离思想除去离子电流的方法得到负偏压部分的电子电流,解决了使用单探针测量电子温度时直线部分不明显的问题.     

弱磁场中辉光放电等离子体参数诊断

利用静电探针对弱磁场中直流辉光放电等离子体参数进行了诊断,测量了等离子体的密度和温度。     

直流埋弧炉内电弧等离子体流动与传热分析

双电极直流埋弧炉的使用是一种生产氧化镁单晶的有效途径.为理解和优化电弧冶炼过程,建立了电弧炉中等离子体射流的三维稳态磁流体动力学模型.在模型中假设,电弧等离子体处于局部热动态平衡状态,而且熔池表面没有发生变形.利用ANSYS有限元分析软件,得到电弧温度场、流场、压力场和电势的分布.最后近似给出了由电弧引起的熔池表面等效热通量的分布.计算结果表明,熔池表面所受到的压强大小跟电流以及弧长有关:电流越大,压强越大;弧长减小,压强先增大后减小.     

MEVVA离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体.通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是MEVVA离子源技术.将载能离子束用于离子注入,可以实现材料表面改性.经过MEVVA源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此MEVVA离子源在离子注入材料表面改性技术中得到很好的应用.另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同时,过滤掉真空弧产生的液滴(大颗粒),当工件加上适当的负偏压时,等离子体中的离子在工件表面沉积,可以得到高质量的、平整致密的薄膜,称为磁过滤等离子体沉积.是一种先进的薄膜制备的新技术.此外,将MEVVA离子注入与磁过滤等离子体沉积相结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的方法制备薄膜,可以极大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜.适用于基材与薄膜性能差别大,结合不易的情况(例如陶瓷、玻璃表面制备金属膜).本文简要介绍了MEVVA离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和MEVVA复合技术的发展和应用状况.     

真空中铝锡合金激光等离子体的时间演化研究

利用时间分辨发射光谱法测量了真空环境中激光Al-Sn合金等离子体时间演化光谱,结合基于流体动力学方程和辐射输运方程的多元素激光等离子体辐射流体动力学模型及程序,模拟了Al-Sn合金等离子体在真空中的膨胀演化,实现了不同电荷态Al、Sn离子在等离子体演化过程中离子密度和等离子体温度的空间分布诊断.结果表明,理论模拟的谱线强度及其时间演化规律与实验结果符合较好,理论重构的不同时间延迟下离子密度和等离子体温度的空间分布图像可以直观地呈现多元素等离子体中不同电荷态离子在等离子体中的演化过程,预期可为多元素情形下的激光等离子体辐射特性及其应用提供帮助.     

阳极真空弧基本现象及理论分析

依据阳极真空弧实验事实叙述了阳极弧的形成过程中所观察的基本现象。应用等离子体输运理论和Ｂｏｘｍａｎ－Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ模型,对这一放电过程进行了分析,通过弧等离子体特性的测量,估计出粒子沉积能量。