氩等离子体的电子能量分布函数分析

应用调谐的单探针对氩气射频辉光放电等离子体进行诊断，得到了不遵循双Maxwell分布的电子能量分布函数．经过分析后，指出等离子体振荡是产生这种结构的原因．并且观测到了氩气射频辉光放电等离子体的电子平均能量和浓度随放电气压下降而单调上升的变化．     

探针电流调制法在射频低压等离子体诊断中的应用

应用探针电流调制法设计的三探针用于诊断无内电极放电的射频低压等离子体中的电子能量分布函数。测量了氮气等离子体在压强为０．１３～１３Ｐａ时的电子能量分布函数。由此得到的电子平均能量，与由探针Ｖ－Ｉ特性计算得到的电子平均能量相差不超过５％，证明了本测量系统的可靠性。     

电子与硅烷分子碰撞的散射截面对微晶硅生长影响

较为系统的研究了甚高频化学气相沉积在高压高功率下生长的微晶硅薄膜.给出了功率密度-气体流量和压强-功率密度的二维相图.用朗缪尔探针测出薄膜沉积时等离子体内部电子温度,并用麦克斯韦玻尔兹曼分布进行拟合给出电子能量分布函数.由电子能量分布函数出发通过单电子碰撞模型给出等离子体内部各种基浓度的计算公式.并通过数值模拟给出等离子体中SiH2,SiH3等基的浓度.利用SiH2与SiH3比值,结合表面扩散模型,解释气压功率密度相图中随电子温度的增加（功率的增加）,晶化率增大的现象.     

三探针法诊断射频低压等离子体电子平均能量

研究电子能量非麦克斯威分布且存在射频干扰下，用三探针诊断低压等离子体电子 平均能量的方法．计算了三探针的理论特性曲线并求得了确定电子平均能量的表达式； 提出了估计电子能量分布特征指数的近似方法：对射频低压氮等离子体，测得了三探针 及双探针的伏安特性曲线，并由此求得了电子平均能量．理论和实验表明．在确定电子 平均能量时，考虑电子能量分布偏离麦克斯威分布的影响是十分必要的。     

单电子量子同心环的基态特性

给出了单电子量子同心环基态能量随其半径和势垒的变化规律, 并根据动力学和不确定关系对变化规律进行分析,  通过密度函数显示基态的电子几率分布. 结果表明, 即使基态能量小于势垒, 电子在势垒中的几率也不为零.     

管型空心阴极放电的流体模型模拟

采用二维流体模型对管型空心阴极放电(HcD)进行了模拟,得到放电稳定状态下的电势分布、电子和离子的密度分布、电子平均能量分布.利用模拟结果,理论研究了在气压为30~130 Pa,电压为150~300 V,阴极孔径在3～7.5 mm的范围内氩(Ar)空心阴极放电的特点.结果表明,放电中存在空心阴极效应,放电中的等离子体区域主要分布在管型空心阴极的两端,且改变放电电压、气压和阴极孔径等参数对放电特性有较大影响.     

射频电感耦合闭式等离子体产生与光谱诊断的实验

设计了一种闭式等离子体发生装置,采用射频电感耦合方式,以氩气为工作气体,在封闭式腔体低气压环境下进行放电实验。利用发射光谱法,测量了密闭腔体侧面方向的Ar谱线数据,研究了等离子体电子激发温度和电子密度随空间位置的分布规律以及不同射频功率对电子激发温度和电子密度的影响。等离子体中电子激发温度的变化通过玻尔兹曼斜率法进行分析,电子密度的变化则通过分析Ar原子750.4nm谱线强度变化获得。实验结果表明,该发生装置能够产生均匀持续的等离子体层,等离子体中电子激发温度约为9 500K。等离子体电子密度和电子激发温度随着输入射频功率的增加而增大,但变化幅度在减弱;当足够的输入功率时,等离子体层参数随位置的变化幅度较小。     

外加电场下激光诱导Al等离子体特性的实验研究

由Q-Nd∶YAG脉冲激光(波长1.06μm,脉宽10 ns)烧蚀Al靶产生等离子体.观测了在低气压和直流电场条件下的Al等离子体发射光谱.研究了激光功率密度和直流电场对各谱线强度的影响,分析了等离子体电子温度与激光能量之间的变化规律.结果表明,直流电场对铝原子谱线和离子谱线强度有显著的增强作用,铝等离子体的电子温度随激光功率密度持续增长.     

PECVD系统中等离子体参数径向分布的研究

分别通过Langmuir静电探针测量和数值模拟方法研究了等离子体增强化学气相沉积系统中氩等离子体中电子密度和电子平均能量的径向分布规律.实验结果表明:从放电中心到电极边缘方向,电子密度和电子平均能量呈逐渐增大的趋势.数值模拟结果和Langmuir静电探针测量结果符合得较好.     

氩和氪混合物不透明度研究

用SHML理论模型计算了Ar和Kr混合物的不透明度,研究了温度在100～900 eV,密度在0.5～2 g/cm3范围内Ar和Kr混合物平均不透明度随等离子体密度和温度的变化规律.结果显示,平均不透明度增高或降低的现象不仅与混合物有关,而且与等离子体的温度有关.在100～200eV的较低温度下,Ar和Kr混合后的平均不透明度比纯氪低,但在800～900eV的较高温度范围内,Ar和Kr混合后的平均不透明度却比它们为纯元素时出现了增高.不透明度的增高有利于减小杂质离子辐射对聚变反应的破坏.     

Atomic phase diagram

Based on the Thomas-Fermi-Dirac-Cheng model, atomic phase diagram or electron density versus atomic radius diagram describing the interaction properties of atoms of different kinds in equilibrium state is developed. Atomic phase diagram is established based on the two-atoms model. Besides atomic radius, electron density and continuity condition for electron density on interfaces between atoms, the lever law of atomic phase diagram involving other physical parameters is taken into account, such as the binding energy, for the sake of simplicity.     

氮气直流辉光放电阴极鞘层区电子行为的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟对氮气直流辉光放电等电子体阴极鞘层区内电子的输运过程进行了研究,计算了阴极鞘层中电子的能量及角分布的空间变化.模拟讨论了电子密度和电子平均能量在鞘层的轴向分布规律.结果表明:在鞘层电子主要以高能束的形式朝前散射,电子在输运过程中表现出的这一特征依赖于放电条件,电子碰撞电离和离解电离产生的次电子在鞘层边界附近迅速倍增.模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据.     

基于密度泛函理论的KDP(100)表面吸附水分子研究

基于密度泛函理论中的第一性原理计算方式,开展KDP(100)面表面吸附水分子的性质研究。结合Bader电荷、电子密度、差分电子密度和电子局域函数等参数进行电子密度拓扑分析,结果显示水分子在KDP(100)表面的最佳吸附位点为氢钾桥位,吸附能为–0.809eV,表明KDP(100)表面可以自发地吸附水分子;水分子中的氧原子通过吸附,与KDP(100)表面磷酸根基团上的氢原子形成含共价效应的强氢键O—H...O_w,拟合键能为–18.88 kcal/mol。     

大功率激光熔化镍基高温合金成形实验研究

为研究大功率激光下镍基高温合金IN718成形工艺参数对其表面质量及致密度的影响,采用DYLM-200金属粉末熔化成形机制做八个试样,通过扫描电子显微镜观察其表面形貌,分析不同激光工艺参数下试样的表面形貌特征。实验结果表明:成形工艺参数的改变直接影响成形零件的表面质量及其致密度。较小激光能量密度产生的球化现象减小了成形零件的致密度,适当地增加激光能量密度可以获得较好的成形表面质量和零件致密度;适当地减小激光扫描间距可以减少孔隙的产生,能够提高零件的致密度。该研究为选择性激光熔化3D打印成形的IN718零件在航空航天中的应用以及后续的研究提供了参考依据。     

微波击穿中压强对电子弛豫过程的影响

通过联立电子密度和电子能量随时间的演化方程构建全局模型,对不同压强下高功率微波(HPM)脉冲氩气击穿及电子弛豫过程进行了研究。计算了不同压强下的氩气击穿阈值,其与粒子模拟蒙特卡罗碰撞(PIC/MCC)法预测的结果符合得很好。通过引入复合率和扩散率的经验表达式,得到了不同压强下,弛豫过程中电子密度和电子能量随时间的变化。结果表明,氩气击穿发生后,电子密度先经历短暂的增长后逐渐下降,且压强越高,电子密度的最高值越低。在电子弛豫过程中,随着压强的增加,电子密度下降得更慢,而电子能量减小得越快。     

高压脉冲电絮凝处理含六价铬废水

为解决电镀废水的处理问题,采用高压脉冲电絮凝技术对含六价铬废水进行处理,研究了电流、通电时间、脉冲频率和六价铬的质量浓度对处理效果和能耗的影响.实验结果表明,高压脉冲电絮凝法对废水中的六价铬离子具有很高的去除率,最高可达100%.六价铬的去除率随着电流、通电时间、脉冲频率的增加而增加.该方法具有能耗低的优点,适当地提高脉冲频率、降低电流可以降低能耗,提高能量效率.     

用蒙特卡罗法研究非均匀电场的放电特性

采用蒙特卡罗模拟法研究非均匀电场中的放电参数。研究表明非均匀电场中的电子能量分布及电子参数不能达到当地电场的平衡值。电子在上升电场和下降电场中的行为不同是引起沿面放电的电极效应的原因。     

煤样巴西劈裂试验声发射能量幂律分布规律

为了研究煤拉伸破坏过程中声发射能量分布规律,以及采用平均场理论的纤维束模型在煤拉伸破坏过程中声发射特征数值模拟的适用性,对原煤进行不同加载速率下的巴西劈裂试验.结果表明,煤样抗拉试验中声发射能量概率密度分布符合幂律分布,其幂律分布指数与平均场理论模型的预测分布指数相近;不同时间区间的声发射能量概率密度分布也满足幂律分布;试验结果与采用平均场理论纤维束模型数值模拟结果相符,为纤维束模型参数确定提供了依据.     

岩石能量特征与其细观结构的关联性

 岩石的细观结构影响其受载过程中的能量行为。从岩石基元平均强度、均质度和细观特征尺度等3种细观特征入手,研究了其对特征能量参数和能量特征指数的影响规律。结果表明:(1)基元平均强度越大,相同应力比下的输入能量密度和积聚弹性能密度呈非线性增长;峰后所需耗散能密度变化不大,约为500～2000J/m³;弹性能转化率变小;岩样能量特征指数呈指数型增长。(2)随着均质度的升高,峰前输入能量密度和积聚弹性能密度都呈线性增长;峰后破坏所需耗散能降低;越来越多的能量转化为弹性能积聚在岩石内;能量特征指数线性增大。(3)细观特征尺度越大,外界输入能量和积聚弹性能都增大,但幅度不同;峰后破坏所需耗散能越大;弹性能转化比例越低;当细观特征尺度小于1mm时,能量特征指数大幅减小,而当其大于1mm时,变化不大。