大气压氩气微波等离子体参数的光谱诊断

为了深入了解大气压下氩气微波等离子射流内部电子的状态,利用发射光谱法对大气压下氩气微波等离子体进行了诊断.以玻尔兹曼斜率法对等离子体中电子激发温度进行测算,以斯塔克展宽计算电子密度.研究了等离子体射流方向上不同区域电子激发温度和电子密度的分布规律及微波功率对电子激发温度和电子密度的影响.结果表明,在本实验条件下等离子体射流电子激发温度为4 000～6 000 K,电子数量密度为(2.4～2.8)×1018 cm-3,电子激发温度和电子密度的最大值均出现在距波导管底边20 mm处,并以此处为中心,分别向上下2个方向呈现不完全对称的递减分布,微波功率增加影响等离子体电子密度和电子温度的交替上升.     

本文是由中国工程院院士李同保教授审查推荐的.

应用Elenbass-Heller局部能量平衡方程及TM010模式下的微波场Maxwell方程,在简化的物理模型基础上采用数值计算的方法模拟得微波(2450MHz)无极放电的Hg等离子体的温度分布轮廓.通过自建实验装置的实验测量,将理论模似与实验结果进行对比验证.最后用趋肤效应的理论解释微波激发等离子体温度分布的特点.同时对微波等离子体的温度分布轮廓进行讨论.     

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.     

三频容性耦合氮等离子体中N2和N2+的转动温度和振动温度试验

通过光谱拟合方法研究三频容性耦合氮等离子体中高频(high frequency,HF)、中频(intermediate frequency,IF)和低频(low frequency,LF)功率对氮分子(N2)和氮分子离子(N2+)的转动温度(Tr)与振动温度(Tv)的影响.试验结果表明:由于等离子体的粒子密度升高,导致...     

速度调制光谱用于辉光放电离子浓度的诊断

采用速度调制分子离子激光光谱技术,通过研究光谱信号的线宽及强度对实验参量的依赖关系,可以诊断辉光放电等离子体中的温度和电场等参量,进而可获得辉光放电中的离子浓度．作者从理论和实验两方面研究了辉光放电中的离子浓度,两者吻合得非常好,表明速度调制分子离子光谱技术可以很好地实现对等离子体浓度不介入诊断．     

Ar-MIP在石英管内传热与流动特征研究

本文利用有限元方法建立了大气压下微波氩等离子体(Ar-MIP)三维模型,数值仿真了氩等离子体在不同时刻的温度、压强、速度等参数的空间分布情况,分析了这些参数的相互影响,探究微波等离子体流动瞬态特征.研究结果表明:等离子体气体温度随着时间增加而增加,其高温分布呈现空间不均匀,导致气压的局部变化,影响了流体的流速和流向,形成热流绕热现象,这是导致炬管内高温区域流体速度减缓的主要原因.     

同轴微波共振探针诊断大气压等离子体射流的仿真

介绍了一种用于诊断大气压等离子体射流的同轴微波共振探针,利用微波传输线理论分析了探针共振谱与等离子体参数之间的关系.通过仿真模拟得知,探针的共振频率不受等离子体参数的影响,其共振频率与在空气中的共振频率一致;共振半高宽与等离子体的电子密度成正比,与电子温度成反比.根据分析与模拟结果,获得了一种诊断大气压等离子体射流的方法,研究同时表明,探针材料的电导率是产生误差的重要原因.     

微波无极放电等离子体的温度分布轮廓

应用Elenbass-Heller局部能量平衡方程及TM010模式的微波场Maxwell方程,在简化的物理模型基础上采用数值计算的方法模拟得微波（2450MHz)无极放电的Hg等离子体的温度分布轮廓,通过自建实验装置的实验测量,将理论模拟与实验的结果进行对比验证,最后用赵肤效应的理论解释微波激发等离子体温度分布的特点,同时对微波等离子体的温度分布轮廓进行讨论。     

有机试剂对低功率氩微波等离子体炬原子发射光谱特性的影响

研究当有机试剂引入低功率氧屏蔽氩微波等离子体炬 时对元素发射信号和等离子体参数(转动温度、 激发温度、 电子密度)的影响. 实验结果表明, 引入有机试剂可明显改变等离子体的放电特性(尤其是激发温度). 与水溶液相比, 有机试剂对一些常见元素的原子发射线有一定的增强作用, 而对离子线则有明显抑制作用.     

等离子体光谱源中的电子激发温度的测量

本文简述了现代等离子体光谱激发源中电子激发温度的测量原理与方法,并介绍了低功率氩微波等离子体炬中电子激发温度的主要测量结果。     

基于中压微波氩等离子体的鞘层时空特性研究

鞘层特性直接影响微波等离子体应用于工业等领域的质量,针对研究其时变的空间分布和电场分布具有一定难度的问题,运用有限元的方法建立了中等气压下耦合麦克斯韦方程的微波氩等离子体三维模型,对鞘层的时空特性进行分析,给出了其二维等效模型.基于对等离子体参数的分析,讨论了鞘层的形成过程及其厚度的变化趋势,对比分析了等离子体电场及微波电场的时空瞬态特征.结果表明:在时间上,由于电子与离子的扩散速度和受力方向不同,鞘层的厚度呈逐渐增大的趋势,并最终形成稳态鞘层;在空间上,鞘层存在于所有与等离子体接触的放电管壁附近,鞘层区域的电场强度始终大于等离子体主体区域,且电场方向始终指向管壁,对微波电场产生阻尼作用.此外,通过量化分析证明了鞘层厚度随压强的增大而逐渐减小.     

Microwave Plasma Synthesis of Nanopowders

1 Results and Discussion Nanopowders were synthesized by using microwave plasma synthesis technique.The microwave plasma was operated in atmospheric pressure at a frequency of 2.45 GHz.The reaction temperature is directly related to the power of the microwave generator that can be controlled by adjusting the actual operating current.Firstly,ionization and dissociation of precursor species will be occurred in the plasma,nucleus can then be formed by the collision of these molecules,followed by the growth...     

有机硅生物材料微波等离子体表面修饰

讨论了烯丙胺单体微波等离子体连续放电对有机硅弹性体表面修饰的影响,通过改变温度和压力条件,研究其对表面修饰层化学性质、物理性质及生物相容性的影响.结果表明,温度、压力对表面修饰层胺浓度有较大的影响.随着压力增加,胺浓度减少;中等温度使胺浓度提高.根据细胞吸附、生长实验可知,烯丙胺等离子体修饰后,表面的生物相容性有很大的改善.     

微波增强肼复合式推力器喷管粘性效应分析

微波增强肼复合式推力器的喷管结构较小,其流动规律不同于常规固液火箭发动机的喷管,黏性效应对喷管内气体流动有较大影响。微波增强肼复合式推力器有着微波电加热和单元肼分解两种工作模式。研究了两种工作模式下工质气体压强和温度对黏性效应的影响。结果表明,提高压强可以降低黏性作用,使得边界层变薄,从而提升喷管性能;提高温度会增强黏性作用,使得速度损失增多,但比冲(specific impulse)仍有一定提高。对比两种工作模式,微波电加热模式下黏性效应对喷管性能的影响更强。     

Spark plasma and microwave sintering of Al6061 and Al2124 alloys

Despite the importance of aluminum alloys as candidate materials for applications in aerospace and automotive industries, very little work has been published on spark plasma and microwave processing of aluminum alloys. In the present work, the possibility was explored to process Al2124 and Al6061 alloys by spark plasma and microwave sintering techniques, and the microstructures and properties were compared. The alloys were sintered for 20 min at 400, 450, and 500℃. It is found that compared to microwave sintering, spark plasma sintering is an effective way to obtain homogenous, dense, and hard alloys. Fully dense (100%) Al6061 and Al2124 alloys were obtained by spark plasma sintering for 20 min at 450 and 500℃, respectively. Maximum relative densities were achieved for Al6061 (92.52%) and Al2124 (93.52%) alloys by microwave sintering at 500℃ for 20 min. The Vickers microhardness of spark plasma sintered samples increases with the increase of sintering temperature from 400 to 500℃, and reaches the values of Hv 70.16 and Hv 117.10 for Al6061 and Al2124 alloys, respectively. For microwave sintered samples, the microhardness increases with the increase of sintering temperature from 400 to 450℃, and then decreases with the further increase of sintering temperature to 500℃.     

低功率微波等离子体条件下氮氧化物的合成

用自行组装的表面波激发微波诱导等离子体(MIP)合成装置,在常压和温和条件下,以空气为原料合成出氮氧化物.并对氮氧化物(NO_r,r=1,2)生成机理进行了初步的探讨.     

微波消解-火焰原子吸收光谱法测定烟灰中的铟

运用标准加入法于火焰原子吸收光谱分析,创新了测定烟灰中铟的方法．采用微波消解技术预处理烟灰样品,确定了消解液、微波消解压力、时间、温度等关键因素．采用三步微波消解工序,其消解温度、压力、时间依次为60℃、8atm、1min,70℃、13atm、2min,100℃、20atm、3min．实验结果表明,烟灰在逆王水和氟化铵中溶样效果最好,分析消解烟灰样品,相对标准偏差为0．43％-1．67％,加标回收率在102．3％～107．1％之间,结果令人满意．     

H波在加载周期变化等离子体波导中的色散特性

电磁波与等离子体之间的相互作用是等离子体电子学和高功率微波器件研究的重点,加载等离子体可以大幅度提高微波器件的输出功率和效率.提出了一种加载密度周期变化等离子体圆波导的周期慢波结构,并研究了H波在该介质结构中的传播特性,根据严格的理论推导得出H波在其中传播的色散方程并进行了数值计算和分析.