一种环形反射板结构同轴虚阴极振荡器

为了提高同轴虚阴极振荡器的能量转换效率,提出了一种环形反射板结构,在阳极箔末端采用一个环形反射板,利用自反馈微波对电子束进行预调制,增强了波-束互作用,提高了能量转换效率.2.5维粒子模拟表明,微波输出功率随反射板的位置呈周期性变化.经过对结构参数的优化,采用距离阴极发射面左端20mm、内径为25 mm的环形反射板,微波输出功率最高.在外加600 kV电压条件下,模拟得到了1.13 GW微波输出功率,其能量转换效率达到8%,频率为4.85 GHz,频谱特性好.     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

带螺线盘线圈的Ku波段径向渡越时间振荡器模拟研究

径向渡越时间振荡器(transit-time oscillator,TTO)相较于轴向渡越时间振荡器,其电子束电流密度更低,空间电荷效应更弱,从而其束波转换效率更高,所需要的引导磁场也更低,因此是目前最有潜力的径向高功率微波(HPM)器件之一。传统径向渡越时间振荡器通常采用金属栅网实现对径向传输电子束的引导,但是金属栅网的熔蚀直接限制了器件的工作寿命和重复频率。在利用径向螺线盘线圈产生的磁场满足径向电子束稳定传输的条件下,开展了带螺线盘线圈的Ku波段径向渡越时间振荡器的整管粒子(PIC)模拟。在电子束电压300 k V、电流20 k A的模拟条件下,器件实现微波功率为2.07 GW、频率14.86 GHz、效率达34.5%的输出。     

熔盐电解二氧化硅制备低硼磷铝硅合金

分别采用高纯石墨和Fe-Ni合金为阳极,在960℃的冰晶石熔盐中电解SiO₂制备低硼磷铝硅合金,研究电流密度和SiO₂添加量对电流效率、阴极产物成分和B,P杂质含量的影响规律,并利用XRD和SEM表征阴极产物的物相组成和微观形貌.结果表明,以石墨为阳极时,当电流密度从0.5A/cm²增大到0.9A/cm²时,阴极产物中w［Si］从0.75%增大到15.17%,电流效率从2.58%增大到38.06%;B和P的最低质量分数分别为3×10^-6和7×10^-6.以Fe-Ni合金为阳极时,当SiO₂添加量从2%增大到6%时,阴极产物中w［Si］从3.19%增大到19.86%,电流效率从12.43%增大到70.48%;B和P的最低质量分数分别为6×10^-6和11×10^-6;阴极产物的物相组成为铝、硅和铝硅合金.     

经颅直流电刺激电极面积对球头模型中空间电场分布的影响

采用广泛使用的三层球头模型,分别固定阴极和阳极矩形电极的面积为25 cm2,再分别从1 cm2到45 cm2增大阳极和阴极的电极的面积,得到阳极和阴极电极面积与靶点位置处电场分布的关系。最终得到特定靶点处的电场分布与阳极和阴极电极面积关系的曲线。结果表明,不同的阴阳极电极面积对特定靶点位置的电场分布有明显的影响。     

煤体单轴压缩过程电磁辐射时-频特征

为提高电磁辐射监测方法的准确性,采用单轴压缩实验方法,分析煤体受载破坏过程电磁辐射时域、频域及波形变化特征,并对其变化机理进行探究.研究结果表明:煤体单轴压缩过程中电磁辐射脉冲数、能量值、波形主频及幅值均与所受应力近似呈正相关关系,煤体受载破裂过程中,电磁辐射的主频与幅值不断增大,并在煤体失稳时达到最大,电磁辐射脉冲数、能量值、主频或幅值的急剧增加可以作为煤体失稳的前兆特征;煤体电磁辐射的频带为1 Hz~500 k Hz,煤体失稳破裂时主频达到最大值202 k Hz,随着加载的进行,频带内各频率幅值分布逐渐集中于主频附近;煤体破裂过程电磁辐射特征变化与外部载荷输入的机械能有关.     

微波等离子体与Ag/Al_2O_3催化剂协同降解CF_4的机理

为提高大气压下微波等离子体分解CF4过程的能量效率,降低副产物NOx的生成,采用微波等离子体后端添加Ag/Al2O3催化剂的方法,研究了微波等离子体与催化剂协同作用对CF4去除率的影响,考察了催化剂载体中银负载量对副产物NOx生成的抑制效果.结果表明,微波等离子体与Ag/Al2O3对CF4去除协同作用明显,CF4最高去除率达到95.8%.等离子体与催化剂的协同作用使CF4去除效率提高了32.7%,与单独等离子体作用相比,能量利用效率提高58.1%.催化剂中负载Ag量对副产物NOx的体积分数有明显影响,当Ag的负载量为Al2O3质量的2%时,NOx产生量减少了90%.     

相对论返波管慢波结构的优化设计和数值模拟

以环形电子束驱动的、正弦型周期慢波结构的相对论返波管(RBW O)为基础,设计了一种新型慢波结构的RBW O。采用数值模拟的方法对RBW O慢波结构的起始端和末端进行了优化设计,对微波工作频率进行了预测。在磁场为2.5T、二极管电压为710 kV、电流为10 kA的条件下,获得了频率为7.5GH z、微波功率为1.21GW、转换效率为26.6%的微波输出。研究结果表明这种慢波结构相对原结构在微波输出功率和转换效率上都有很大提高,微波工作频率与预测相符合。     

TiO2光催化/电-Fenton法降解印染废水的研究

采用Fe为阳极,石墨为阴极,利用TiO2膜光催化电-Fenton法对印染废水进行了降解,讨论了协同作用的机理并考察了溶液pH值对降解率的影响.研究结果表明:光催化电-Fenton法降解率高于电-Fenton法,证明光催化和电-Fenton法在反应过程中具有协同作用.在pH值为3,电流密度为12mA/cm2的反应条件下,可使印染废水的COD去除率达到90.3%,色度去除率98.2%     

高增益S波段相对论速调管的3D研究

在相对论速调管放大器的研究，非工作模的激发是影响器件正常工作的一个重要因素，尤其是高增益情况，这些非工作模在实际结构中还包含非对称模式．同时在相对论速调管放大器的结构中，其输入和输出部分不可避免地要引入3D结构，因此依据2D理论或2DPIC模拟得到的结果不能满足实际结构的实验需要．论文依据2DPIC设计的高增益s波段相对论速调管放大器模型进行3D研究，研究了输入、输出部分中3D结构对束波互作用的影响，通过3DPIC模拟排除了2DPIC模拟中不能反映的非对称模式的影响，验证了3D冷腔分析结果，实现了2DPIC的模拟结果：电子束参数为流强5kA、电子能量600kV，注入微波功率0．88kW、模拟微波输出功率0．57GW，相应增益为6．48×10^5．     

Zr/CuO体系烟火药剂电极工艺参数优化研究

为研制出可靠性更好、能量密度更高、更加实用的烟火电池,需要对其加工工艺进行研究.通过正交试验确定了烟火电极制备的较优工艺参数,考察了烟火电池放电性能的主要影响因素.结果表明,Zr/CuO体系烟火药剂电极的较优制备工艺为:阳极片的径厚比为5∶1;阳极片的装药密度为4.0g/cm3;阴极片的径厚比10∶1;阴极片的装药密度为3.3g/cm3;隔膜的径厚比为25∶1;隔膜的装药密度为2.1g/cm3.     

电解法处理罗丹明B生产废水的工艺及机制研究

随着染料工业的不断发展,其生产过程中产生的废水已成为主要的工业水体污染源。采用电解法处理罗丹明B生产废水,首先研究了极板材料和电流密度对废水处理效果的影响,结果表明：分别以镍板和RuO₂-IrO₂-TiO₂/Ti钛网为阴、阳极,控制极间距3 cm,电流密度2.0 A/dm²,电解时间40 min,废水COD去除率可达44.3%,脱色率高达94.7%。然后通过H型电解槽实验和红外光谱对电解法处理罗丹明B生产废水的机制进行了探究,初步推断：阳极表面生成的氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸氧化破坏废水中有机物分子的发色基团并促使其发生分解,生成的小分子有机物由于水溶性较差,被阳极表面生成的氯气以及阴极表面生成的氢气浮选出来,从而最终实现废水COD的降解和色度的去除。     

微电流电解对铜绿微囊藻的持续抑制研究

采用微电流电解法处理水体中的铜绿微囊藻,重点研究电解对藻类的持续抑制效能．结果表明：阳极材料对电解持续抑藻效果影响较大,4种材料效果依次为钌钛〉铂钛〉不锈钢〉铱钛;阴极材料对电解持续抑藻的效果影响较小;选择钌钛作阳极,不锈钢为阴极;电解时间和电流密度对持续抑藻效能影响较大,20min的电解时间和15mA／cm2的电流密度即可实现对藻细胞生长的完全持续抑制,但藻液的光密度和叶绿素a值并未在电解结束时立即大幅降低,而是在后期培养过程中呈逐渐下降趋势,显示出微电流电解对铜绿微囊藻具有良好的持续抑制效果．     

AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜

利用交流脉冲方法在AZ91D铸造镁合金表面成功实现阴、阳极微弧电沉积陶瓷膜,并使用SEM和xRD等手段对陶瓷膜的厚度、组织形貌、成分、结构和耐蚀性作了相应研究分析.结果表明,应用交流脉冲方法不仅能够在AZ91D铸造镁合金上实现阴、阳双极微弧电沉积陶瓷膜,同时在阴、阳极陶瓷膜中电沉积有稀土元素Ce.通过比较动电位扫描极化曲线和交流阻抗分析发现阴、阳极微弧氧化处理后AZ91D镁合金的耐蚀性得到显著提高.     

经颅直流电刺激电极面积对球头模型中空间电场分布影响的研究

采用了广泛使用的三层球头模型,分别固定阴极和阳极矩形电极的面积为25cm₂,再分别从1cm₂到45cm₂增大阳极和阴极的电极的面积,分别得到阳极和阴极电极面积与靶点位置处电场分布的关系。最终得到特定靶点处的电场分布与阳极和阴极电极面积关系的曲线。结果表明,不同的阴阳极电极面积对特定靶点位置的电场分布有一定的影响,并且不同的靶点位置处电场分布受到影响的程度也不同。     

1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶泡沫镍阴极电催化加氢研究

为了改进1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶(ANDMU)的电催化加氢还原工艺,在平行板隔膜电解槽中,以泡沫镍为阴极,钛基二氧化钌为阳极,饱和硫酸钾的硫酸亚汞为参比电极,用恒阴极电位电解方法研究了ANDMU电催化加氢还原过程。讨论了支持电解质浓度、阴极电位、阴极液pH值、温度、反应物ANDMU浓度和阴极液循环流量等工艺参数对还原产物收率及电流效率的影响。在优化条件下还原产物收率99.9%,电流效率79.2%。与铅阳极比较,电压效率增加14%,直流能耗降低12%。     

（光）助电-Fenton降解有机染料罗丹明B

以高纯石墨电极为阴极,铁片为阳极,Na2SO4溶液为支持电解质,通过阳极氧化提供Fe^2＋/Fe^3＋和阴极还原溶解氧转化为H2O2而形成Fenton体系,以降解有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）为探针反应,研究了外加电压、铁电极面积（电荷密度）、极间距、电解质溶液浓度及外加紫外光照射（300 nm〈λ〈380n m）等因素对RhB降解反应的影响.结果表明：外加电压为7 V,铁片面积为3 cm^2（电荷密度为0.045 A/cm^2）,电极之间距离为4 cm,Na2SO4质量浓度为10 g/L时,反应100 min后RhB褪色完全.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基（·OH）,表明RhB降解过程涉及·OH历程.通过分析测定RhB降解过程TOC变化和红外光谱分析,表明染料降解反应不仅仅为简单褪色而且深度氧化,180 min矿化率为73.0%.     

同槽电解生成锰和二氧化锰

分别采用预电解法,Mn(NO₃)₂热解,热解-预电解方式制备MnO2覆层Ti电极,并分别作为电解二氧化锰的阳极,硫酸锰-硫酸为电解液,研究不同的电流密度、温度、酸度对电解二氧化锰电流效率的影响.研究表明：采用热解-预电解法制备的Ti-MnO₂电极,抗钝化能力强,表面致密,MnO₂覆层与Ti基结合牢固,适合作为电解阳极使用.采用盐桥,素烧瓷,玻璃纤维作为阴阳极隔膜,阳极采用上述Ti-MnO₂电极,使用经过抛光的不锈钢作为阴极,在同一电解槽中同时电解生成电解MnO₂和金属锰,较佳条件下阳极和阴极电流效率分别能达到90%和60%,产品符合质量要求.