光谱法研究大气压氩气等离子体射流的气体温度

采用针-板介质阻挡放电结构的射流装置,在大气压空气环境下产生了氩气等离子体羽.通过采集外加电压、电流及发光信号发现,在电压正、负半周期各有一个电流脉冲.就电流峰值而言,正脉冲大于负脉冲.等离子体羽的发射光谱包含氩4p→4s跃迁谱线、氮分子第二正带系(C~3Π_u→B~3Π_g)、带头位于308.0 nm的OH转动谱线(A~2Σ~+→X~2Π)和777.4 nm的氧原子发射谱线.通过拟合N_2(C~3Π_u→B~3Π_g)和OH的转动光谱,可以获得等离子体羽的气体温度.研究发现,拟合N_2第二正带系得到的气体温度要高于拟合OH转动光谱得到的气体温度.分析表明,氩的亚稳态Ar(4s)能够将能量转移给基态N_2,使其跃迁到高转动能级的激发态(C~3Π_u).因此,这种传能导致具有高转动能级氮分子布居数的增加,进而导致利用其计算得到的气体温度相对较高.利用OH的转动谱带拟合计算了气体温度,并研究了气体温度随实验参数的变化.结果表明,增大峰值电压及气体流量导致气体温度升高,但增加驱动频率气体温度降低.     

CH3自由基的ν2和ν3基带在高温下的谱线强度

采用密度泛函理论(DFT)的B3P86方法,在6-311G**基组水平上,优化出CH3自由基的稳定构型为双重态D3h构型,并得出基态的简正振动频率、转动常数。在此基础上,根据对称陀螺分子红外光谱跃迁定则,计算了谱线跃迁频率。使用以上数据,我们研究了不同温度下CH3自由基ν2平行谱带谱线强度,并分析了谱线强度随温度的变化规律。结果表明直到1600 K时,谱线强度计算值和实验结果符合很好。表明对CH3自由基在高温下谱线强度的计算方法是成功的。进而计算了CH3自由基在2000和3000K时ν2谱带谱线强度及模拟光谱,并总结其光谱精细结构随温度变化的规律。同时本文也给出了CH3自由基ν3垂直谱带在296和3000 K 时的模拟光谱。     

NO2分子5个新振动带的转动结构分析

确定了室温下NO2分子在524-529.5nm区域的5个新振动带,并分析了每个振动带的转动结构,确定了这些带的带源、转动常数以及旋-转耦合常数等分子常数,实验结果表明,所有得到转动标识的谱线均属于平行跃迁, 电子激发态的振动能级与电子基态的高振动能级之间存在强烈的相互作用.     

CH3自由基的ν2和ν3基带在高温下的谱线强度

采用密度泛函理论(DFT)的B3P86方法，在6-311G**基组水平上，优化出CH3自由基的稳定构型为双重态D3h构型，并得出基态的简正振动频率、转动常数.在此基础上，根据对称陀螺分子红外光谱跃迁定则，计算了谱线跃迁频率.使用以上数据，我们研究了不同温度下CH3自由基ν2平行谱带谱线强度，并分析了谱线强度随温度的变化规律.结果表明直到1600 K时，谱线强度计算值和实验结果符合很好.表明对CH3自由基在高温下谱线强度的计算方法是成功的.进而计算了CH3自由基在2000和3000 K时ν2谱带谱线强度及模     

激光诱导热助振动荧光光谱及其应用

基于分子激发态振动能级之间粒子碰撞能量弛豫过程理论,提出利用激光诱导分子热助振动荧光光谱实现瞬态燃烧温度测量新技术,从理论上建立了描述分子激发态振动能级粒子碰撞能量弛豫模型的速率方程组。以BaCl分子为对象,研究了激光诱导热助振动荧光的特性,通过选择以517nm波长激发Bacl C~2π_(1/2)(V′=1)(?)X~2∑(v″=0)能级跃迁,实验测量了液化石油气/空气的轴对称预混层流火焰温度,测得焰锥顶部附近的温度为1792±30K。     

液下阳极放电等离子体的放电特性和光谱诊断

以铂棒为阴极,铂针为阳极,2 g·L^-1硫酸钠溶液为电解质,构建了一种液下阳极放电等离子体的产生装置.用直流电源的内置电流表和电压表考查了电压对电流的影响规律,光纤光谱仪测量了不同放电电压下放电等离子体的发射光谱,pH计测定了阴极电解液、阳极电解液以及总体溶液的pH,ICCD相机研究了阳极放电的图斑变化.基于等离子体的发射光谱,计算了电子密度(N_e)、OH转动温度(T_rot)和电子激发温度(T_e).结果表明,阳极放电中有OH分子谱带以及O,H和Na原子谱线产生;阳极铂针周围产生H⁺,阴极铂棒周围产生OH^-;放电20 min后,阳极周围溶液的pH约为2.5,阴极周围溶液的pH约为11.8;放电过程中,总溶液的pH基本保持在7.0左右;当放电电压从500 V逐渐升高到600 V时,OH,O,H和Na的谱线强度升高,Te从3 051 K升高到3 628 K,OH的转动温度Trot从2 100 K升高到2 800 K,电子密度Ne从2.680×1022 m     

激光燃烧诊断技术及应用研究进展

介绍了用于燃烧场温度、组分、火焰构造和流场速度等参数测量的相干反斯托克斯喇曼散射、自发振动喇曼散射、激光诱导荧光和OH示踪测速实验系统,给出了在预混火焰、高能固体推进剂瞬态燃烧场和超声速高温流场测量的部分实验结果,并分析了激光作用区域燃烧场温度、主要组分及流场速度的分布和火焰构造。     

光谱法研究盐溶液浓度对辉光放电活化液体的影响

大气压辉光放电具有低气压辉光放电的均匀性和较高的化学活性,且摆脱了真空装置的限制.液面上的大气压辉光放电除了具有以上优点外,还具有活性粒子浓度高等优势,因此在材料改性、生物医疗等领域具有非常广泛的应用前景.本文采用针-液体电极直流放电装置,在液体电极上方产生了大气压辉光放电,并用于活化不同浓度的NaCl溶液.发射光谱表明,不同浓度液体电极放电均包含N₂的第二正带系、N⁺₂的第一负带系、OH自由基和O I.基于发射光谱,测量了液面附近的氧原子谱线强度、谱线强度比I_391.4/I_337.1和振动温度.利用吸收光谱测量了O₃浓度.发现它们均随着放电电流的增大而增大,且在一定电流下,随盐溶液浓度减小而增大.经过相同活化时间,溶液的H₂O₂浓度随着放电电流的增大而增大.在一定放电电流下,H₂O₂浓度随盐溶液浓度增大而减小.     

氢化物BH2自由基分子光谱强度和吸收系数的研究

利用乘积近似法构建配分函数模型,再将常温下的无转动跃迁矩平方近似为一常数并应用于高温,进一步编制程序,计算了氢化物BH2自由基分子配分函数和001-000跃迁带不同温度下的谱线强度和吸收系数.结果表明计算的配分函数值与高斯计算和五阶多项式拟合值,不管是在常温还是高温下,都符合较好,这说明构建的模型是可靠的,可以用来进一步研究谱线强度和吸收系数;从获得不同温度段的模拟光谱强度图也可以看出,本文计算结果与文献中的非对称陀螺分子谱带形状基本一致.这对进一步从实验上测量自由基分子高温光谱具有一定的参考作用.     

K=1/2转动谱的研究

本文用 K=1/2时 Bohr—Mottclson 的转动谱公式对锕系和稀土区的22个核的66个 K=1/2实验转动带进行拟合,定出脱耦合常数,且分析了转动角动量和内禀角动量的耦合对转动谱和核结构的影响。结果表明:对于大多数原子核,K=1/2转动谱的实验值和理论计算值符合很好。     

大气压直流辉光放电装置的实验与分析

为了能减小放电装置的体积,以应用于便携式仪器,设计了线-筒型大气压直流辉光放电装置,放电间隙仅1.92 mm.它主要由内线电极、外筒电极组成,线电极直径为0.16 mm,筒电极直径为4 mm.观察并说明了从电晕放电向辉光放电过渡的过程.通过放电波形和图像验证了其处于辉光放电状态.推导了利用氮气第二正带系计算振动温度和转动温度的算法,并利用光谱仪(Acton Spectrapr0 2500i)采集所产生的等离子体的发射光谱,计算得到该等离子体的振动温度在2 360 K左右,转动温度在830 K左右.将该装置作为离子源应用于敞开式质谱中,实验结果表明,该直流大气压辉光放电形成的等离子体可以很好地离子化甲酸、乙酸、苯酚等物质.     

自由基C_4的ν_1,ν_2,基带在高温下的线强度

利用密度泛函B3LYP方法,在6-311g(d,p)基组水平上,对C4分子电子基态的几何构型、振动频率和转动常数进行计算.利用线性模型计算了C4分子的3ν+ν4-ν4振动的谱线频率,计算结果与实验值符合很好.在此基础上计算了C4分子较重要的两个跃迁带ν1,ν2的配分函数、谱线频率、跃迁线强度,并将其推到了2 000 K,3 000 K的高温,得到其在高温下的跃迁线强度及模拟光谱.这对于研究C4分子的高温光谱有一定的参考价值.     

PuH_2气态分子配分函数的理论研究

采用乘积近似法构建PuH2气态分子配分函数的合理模型,其中,转动配分函数采用考虑了离心畸变的WATSON刚性转子模型,振动配分函数采用谐振子近似。研究在20～6000K温区内的分子总配分函数,把整个温区划分为五个温度区间,再用一个温度T的五阶多项式,分别对划分的温度区间内的总配分函数进行多项式拟合,分别得出每个区间的六个拟合系数。通过这些拟合系数,便可快捷、准确地获得该气态分子在所研究温区内任意温度的总配分函数。     

Cu/Al管气体火焰钎焊接头特征及热力学分析

通过计算Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下形成金属间化合物的各化学反应的熵变,对Cu/Al金属间化合物的形成及向CuAl2转化的趋势进行了化学热力学分析;结合XRD、SEM、EDS研究了Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊接头组织与元素分布特征。结果表明,Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下,接头中脆性金属间化合物CuAl2由Cu、Al原子的直接结合和其他Cu/Al金属间化合物与Al原子的继续反应生成,其中CuAl自主转化趋势较强;热力学计算分析与接头XRD分析结果一致。钎焊接头可分为3个特征区域:靠近Al基体侧形成了宽度约30μm的α-Al与α-Al+CuAl2二元共晶区;钎缝中心偏Al基体一侧形成了宽度约150μm组织细密的多元共晶组织区;钎缝中靠近Cu基体宽度约120μm区域,Cu的大量扩散并与Al充分反应,形成了粗大珊瑚状CuAl2。     

Ionization process of collision of Ne(3P0,2) with CO under molecular beam condition

The ionization of CO with metastable Ne( 3P 0,2) in a molecular beam was studied by measuring the emission spectra of CO +(A 2Π i -X 2Σ +). The nascent vibrational and rotational distributions of CO +(A) were calculated by spectral simulation and the results are discussed     

介质阻挡放电中不同斑图的微放电通道中分子振动温度研究

采用特殊的水电极介质阻挡放电实验装置,在空气/氩气介质阻挡放电中得到了四边形斑图、六边形斑图,通过对氮分子第2正带系(C3Πu→B3Πg)的发射光谱进行分析,研究了这2种斑图的微放电通道中的氮分子的振动温度.实验结果表明,随着外加电压升高出现的四边形斑图和六边形斑图,其微放电通道中的分子振动温度依次升高.     

Experimental study on multi-point autoignition characteristics and influence factors of diesel spray in a controllable active thermo-atmosphere

Auto-ignition characteristics of high-pressure diesel spray in the controllable active thermo-atmos-phere (CATA) were studied with a high-speed camera video system. Multi-point autoignition phe-nomenon of diesel spray in the CATA was observed and the influence factors of the autoignition were analyzed. The stabilization mechanisms of the spray flame in different coflow temperatures were also discussed. The stabilization of the flames was controlled by different factors: autoignition phenomenon in low coflow temperature and flame spread in high coflow temperature. The test results also show that the autoignition delay depends strongly on the coflow temperature and has nonlinear relationship with the temperature. Autoignition delay decreases by almost 10 ms from 16.9 to 7.1 ms when the coflow temperature increases from 996 to 1048 K and only 4 ms from 1048 to 1101 K. The injection parameters in terms of nozzle diameter, injection pressure and pump speed, have some effects on autoignition delay while these effects depend on the coflow temperature. The significant effect lies in low coflow temperature. The injection parameters influence the autoignition delay because it can shorten the physical delay by improving the spray quality and enlarging the spray angle or penetration rate to im-prove mixture quality.     

空气中Al6061氧化过程红外发射率特性研究

基于自主搭建的材料光谱发射率测量装置,分别对铝合金6061在5个温度点(623K、673K、723K、773K、823K)测量氧化前后的发射率,分析了温度、波长、氧化时间、粗糙度对铝合金样品发射率的影响.实验结果表明:铝合金6061的发射率随波长的增加而降低,随温度的升高而增大,温度对发射率的影响程度在不同波长下是不同的.表面氧化会增加样品表面的粗糙度,从而造成发射率数值增加,氧化效应对发射率的影响程度在不同温度、波长下是不同的,氧化效应可使发射率最大增加0.05(723K时).温度为823K时,发射率随氧化时间的变化可用抛物线模型很好地拟合.     

负脉冲电晕放电氮气激发电子态的有效振动温度测量

依据荧光发射强度正比于激发态粒子数原理,通过测量同一激发电子态不同振动能级所发射荧光的相对强度,得到了大气情况下负脉冲电晕放电N2激发电子态C3Ⅱu的有效振动温度.在此基础上,对N2激发电子态C3Ⅱu的有效振动温度随负脉冲电晕放电的峰值电压、样品气压的变化进行了实验研究.结果表明,有效振动温度随放电电压和样品气压的变化规律呈现出先升高而后降低的现象,这是因为电子碰撞激发截面不仅与电子能量有关,而且还与电子运动速度有关.