钨在等离子体破裂时的表面损伤

在托卡马克类型的聚变装置中,面向等离子体材料在等离子体破裂过程中要承受剧烈的热负荷,这会使得面向等离子体材料表面受到严重的损伤。实验中将纯钨样品放入HT-7托卡马克的刮削层中,以研究等离子体与纯钨表面的作用。实验后发现样品表面产生了等离子体冲击痕和熔化斑痕。     

磁约束可控热核聚变堆中的第一壁材料钨的研究状况和面临的若干问题

本文介绍了磁约束可控热核聚变堆中面向等离子体第一壁材料的服役环境.阐述了热负荷和高能粒子辐照对第一壁钨材料结构的影响.针对该领域中的研究状况,分析了所存在的迫切需要解决的若干问题.     

氢等离子体特性及其对钨的辐照行为研究

本文依托四川大学直线等离子体装置(SCU-PSI)产生高通量氢等离子体,采用朗缪尔探针对氢等离子体特性进行诊断,研究了氢等离子体特性随放电电流、气体流量等输入条件的演变规律;并利用调控产生的氢等离子体对纯钨进行了相应的辐照研究. 实验结果显示, 在磁场0.1~0.2 T、气流量1 000~2 200 sccm和电流180~228 A范围内,氢等离子体通量密度、热负荷密度及电子密度、温度等参数与磁场和电流呈正相关关系,而与气体流量呈负相关关系. 在该范围内,最高等离子体密度达到2.6×1019 m-3,等离子体通量达到8.8×1022 m-2?s-1,热负荷达到6.5×104 W/m2. 利用调控产生的等离子体对纯钨样品进行初步辐照实验,结果显示随着入射等离子体特性的不同,样品表面出现不同程度的尺寸和密度不均匀颗粒状辐照损伤结构,并且颗粒尺寸随氢等离子体离子通量的增加而增大. 本文结果显示SCU-PSI可以产生理想的氢等离子体环境,因此可以作为未来聚变领域,研究氢等离子体和托卡马克装置面向等离子体材料钨以及相应结构材料相互作用的有效实验装置.     

聚变堆面向等离子体SiC/Cu梯度材料的制备与评价

用超高压梯度烧结法制备出了成分分布从0－100％的接近理论密度的SiC/Cu聚变堆面向等离子体功能梯度材料，化学溅射实验表明其CD4产额与二次纯化石墨相比降低了80％，热解吸收气率约为石墨的10％，在398MW/m2的激光热冲击下，材料表现出现疲劳裂纹和化学分解现象，原位等离子体辐照结果显示陶瓷材料表面出现一定程度的溅射损伤。     

超高速碰撞产生等离子体及电磁辐射效应的研究进展

超高速碰撞产生等离子体及电磁辐射效应是固体材料在强冲击作用下一种非常复杂的物理响应。从实验研究、理论研究和计算机模拟3个方面分别介绍了国内外学者在超高速碰撞产生等离子体及其电磁辐射效应方面的研究进展。通过实验和理论研究已在超高速碰撞产生等离子体及电磁辐射效应方面取得了一定进展,初步建立了等离子体膨胀和电磁辐射模型,得到了碰撞参数、弹靶材料特性影响等离子体及电磁辐射效应的初步结论。通过电子力场方法和第一性原理对超高速碰撞产生的等离子体相变进行了初步探索,为从微观上揭示超高速碰撞产生等离子体的机理提供了一种崭新途径。进一步研究超高速碰撞产生的电磁效应,揭示电磁辐射产生机理、电磁辐射强度与碰撞参数之间的关系以及电磁辐射与力学耦合效应都具有十分重要的意义。     

常压等离子体对聚乳酸非织造材料的改性处理

采用常压氩气介质阻挡放电(DBD)等离子体对聚乳酸(PLA)纺黏非织造材料进行表面改性处理,以提高材料的亲水和染色性能.考察了等离子体处理电压对PLA非织造材料的表面形貌、接触角、芯吸高度、表面化学成分、染色性能以及拉伸断裂强力的影响规律.研究结果表明:经氩气DBD等离子体处理后,PLA非织造材料的表面粗糙度明显增加;随着等离子体处理电压的增加,PLA非织造材料的接触角先减小后增加,当处理电压为200 V时,接触角达到最小值,此时材料的芯吸和染色性能的提高最显著.     

华东师范大学成果推介

高性能薄膜材料的多功能等 离子体系统开发 通过对各种薄膜材料的生长方法、制备过程等进行系统的研究总结,华东师范大学开发成功了具有多种功能的具有优良性价比的多功能等离子体沉积系统,将磁控溅射、等离子体化学气相沉积、过滤阴极电弧、等离子体表面处理等功能有机地结合起来,从而解决了不同薄膜材料需用不同的制备方法等的关键工艺问题,并用于各种薄膜材料的沉积,处理等。     

低温等离子体在高分子合成与改进中的应用

低温等离子体是一种本征参数分布非常宽的物质,利用低温等离子体对材料表面改性,为高分子材料提供了一条新途径.低温等离子体在纳米材料制备、高分子合成和材料表面改性等方面有着广泛的应用.     

直流辉光放电等离子体特性研究

研究了直流辉光放电中各区域的特性, 测量了正柱区的等离子体参数, 阐述了利用直流辉光放电正柱区等离子体对高分子材料进行表面改性时等离子体参数的选择     

等离子体接枝聚合对高分子材料粘接性能的改善

简述了等离子体接枝聚合的机理,讨论总结了影响等离子体接枝聚合改善高分子材料粘接性能的工艺因素,以及等离子体接枝聚合提高高分子材料粘接性能的原因.结果表明,等离子体接枝聚合是改善高分子材料表面性能、提高其粘接性能的有效方法.     

等离子体射流环境下对天线罩透波性能影响的研究

在电弧风洞射流动态环境下，对376天线罩材料平板模型的透波性能进行了实验研究。材料在等离子体射流作用前后介电性能和化学结构变化的测量和实验研究表明，等离子体射流作用后，某些材料的物理特性和化学结构表现出了不同的变化，影响了电磁波在其中的传输。同时实验结果还表明，SiO2类材料在本文等离子体条件下透波性能基本不变，而树脂硅胶类材料则表现出显著的吸波现象。该实验结果对天线材料的选取具有实际应用价值。     

混合型表面等离子体波导中光学参量放大的研究

本文研究了利用泡克尔效应在各向异性材料与金属构成的混合型等离子体波导中实现光学参量放大的过程。研究表明,表面等离子体作为泵浦光可以通过TypeII方式实现相位匹配,使泵浦光的能量转移到表面等离子体模式中,放大表面等离子体,从而实现表面等离子体模式远距离传输。     

微等离子体喷枪及其应用

 微等离子体喷枪是一类重要的微等离子体源,已成为近年国际上低温等离子体研究的热点课题之一。与常规等离子体喷枪相比,微等离子喷枪具有低功耗、低温度、高密度等特性。由于电极间隙小,适合于高气压或大气压下运行,因而微等离子体喷枪具有体积小、易于集成、便携等优势。目前研制的微等离子体喷枪主要有直流微空心阴极型、高频微DBD型、射频电容耦合型、射频电感耦合型、微波耦合型等放电形式。现阶段,微等离子体喷枪已在半导体制造领域、生物医学领域、航天推进领域进入了实用化阶段。本研究组研究制作了高频微DBD和射频电容耦合型结构的喷枪,将其应用于光刻胶去胶、材料表面改性及微生物灭菌领域,并对喷枪的放电特性进行了研究。基于本研究组的实验研究,本文综述了已有的各种微等离子体喷枪,介绍了各种微等离子体喷枪的结构和工作原理,以及在不同领域的研究和应用状况。     

等离子体螺旋天线的特性分析

提出了一种工作在超高频(Ultra High Frequency, UHF)的理想等离子体螺旋天线.通过数值仿真,研究了等离子体天线辐射特性与等离子材料参数之间的关系. 仿真结果表明,当满足等离子体频率大于约10倍工作频率和碰撞频率小于等离子体频率的条件时,等离子体天线具有与金属天线相似的辐射特性. 此外,两者的相似程度与等离子体频率成正比,与碰撞频率成反比.     

等离子体螺旋天线的特性分析

本文提出了一种工作在超高频(Ultra High Frequency, UHF)的理想等离子体螺旋天线。通过数值仿真,研究了等离子体天线辐射特性与等离子材料参数之间的关系。仿真结果显示,当满足等离子体频率大于约10倍工作频率和碰撞频率小于等离子体频率的条件时,等离子体天线具有与金属天线相似的辐射特性。此外,两者的相似程度与等离子体频率成正比,与碰撞频率成反比。     

常压非平衡等离子体辅助TiO2纳米粉的制备

利用介质阻挡放电，进行了常压非平衡等离子体辅助Ti02纳米粉体材料的制备研究，讨论了场强的影响规律．对制备的纳米粉体材料进行了粒度、形貌和结构分析，采用常压非平衡等离子体在80—100℃制备出了无定型(非晶态)态、50nm的TiO2纳米粉体材料，为TiO2纳米粉体材料的制备提供了新的方法．     

低温等离子体处理柴油机有害排放试验

根据低温等离子体的产生原理和柴油机有害排放物的生成特点,设计了结构和功能具有实用性的等离子体反应器;通过静态试验研究了介质阻挡放电的放电特性及其影响因素,探讨了低温等离子体的化学反应机理;通过柴油机台架试验对低温等离子体处理柴油机排气中的碳烟和NOx进行了研究．结果表明。选用介电常数较大、厚度较薄的介质材料以及合适的放电间隙容易产生强烈的放电,低温等离子体对碳烟具有较高的去除率,亦可有效减少NO,而NOx总量基本不变．排气在等离子体反应区内的有效滞留时间是影响转化效率的重要因素．     

介质阻挡放电特性及其影响因素

依据低温等离子体转化有害气体的机理,设计了一种基于介质阻挡放电原理的低温等离子体发生器．通过试验研究对比,分析了微放电过程及等离子体空间分布特性,研究介质材料、厚度、放电间隙、电源电压及频率对放电特性的影响．研究表明：选择相对介电常数较大、较薄的介质更易获得较大的放电强度;较小的放电间隙有利于提高放电的强度和放电的均匀性．增大电源电压和频率会使放电功率随之增大．     

等离子体对材料表面作用机理分析

等离子体是由大量的电子、离子、中性粒子组成.等离子体中存在着复杂的原子分子过程以及复杂的物理化学反应,这些粒子和这些复杂的过程作用于材料表面,会使材料表面的结构、成分和性能发生变化.详细分析了等离子体对材料表面作用的过程及机理,并以磁控溅射制备氮化铜薄膜为例,讨论了气体压强和基底温度对薄膜结构的影响.     

低温等离子体放电的数值模型

综述了迄今为止各种分析低温等离子体放电物理过程的数值模型,以帮助我们从数值模型出发理解许多至今仍无法解释的现象,同时也为低温等离子体在等离子体处理技术、气体激光等工业应用以及在微电子、材料制备、环保、航空航天、军事等领域的应用提供了研究方法.