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环-点阵-同心环斑图的放电演化机理及光谱诊断研究
1
作者 冉俊霞 张寒 +4 位作者 陈沁怡 周奕汛 苏彤 李庆 李雪辰 《物理学报》 北大核心 2025年第18期216-224,共9页
本工作在氩气/空气混合气体介质阻挡放电系统中,利用不同半径的圆形边界叠加形成薄厚组合放电气隙,通过改变外加电压,获得同心环斑图、环-点阵-同心环斑图、靶波斑图、蜂窝斑图,并分析研究了几种斑图的电学特性和光学特性.利用增强型电... 本工作在氩气/空气混合气体介质阻挡放电系统中,利用不同半径的圆形边界叠加形成薄厚组合放电气隙,通过改变外加电压,获得同心环斑图、环-点阵-同心环斑图、靶波斑图、蜂窝斑图,并分析研究了几种斑图的电学特性和光学特性.利用增强型电耦合设备(intensified charge-coupled device,ICCD)重点研究了环-点阵-同心环斑图的时空演化行为,对该斑图的形成机理进行了理论分析.结果表明,该放电斑图在径向上具有从外向内逐渐点亮的发展过程,这与薄气隙对放电的预电离作用有关.对该斑图径向上不同放电细丝的发射光谱进行了采集分析,并对其等离子体参数进行了空间分辨诊断.实验发现,薄气隙中分子振动温度、电子密度及电子温度比厚气隙中大得多.在厚气隙中沿径向从内到外其分子振动温度、电子密度、电子温度逐渐增加,但数值变化较小;薄气隙离圆心更远处的分子振动温度、电子密度、电子温度反而变小,这与气隙中电场的微变化相关. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 斑图放电 时空演化 预电离
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氮氧比对大气压氦气介质阻挡非对称性放电转变影响的数值研究
2
作者 霍伟刚 刘文媛 代佳顺 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期442-451,共10页
为了找到控制一种非对称放电向另一种非对称放电转化的方法,建立了基于连续性方程和能量方程的一维流体仿真模型,采用有限元法数值研究了氮氧比对大气压氦气介质阻挡非对称放电转化的影响。模拟结果表明:(1)大气压氦气介质阻挡放电有2... 为了找到控制一种非对称放电向另一种非对称放电转化的方法,建立了基于连续性方程和能量方程的一维流体仿真模型,采用有限元法数值研究了氮氧比对大气压氦气介质阻挡非对称放电转化的影响。模拟结果表明:(1)大气压氦气介质阻挡放电有2种不同的非对称放电;(2)随着氮氧比的增加,放电可以从一种非对称放电转变到另一种非对称放电,主要的正离子从氧分子离子转变为氮分子离子。非对称性放电的转变是由于与氦亚稳原子发生潘宁电离的分子从氧分子转变为氮分子。潘宁电离反应的转变由氦亚稳原子密度和氮氧比共同决定的。模拟结果揭示了氧气杂质、氮气杂质与非对称性放电转变的内在联系。 展开更多
关键词 非对称放电 氮氧比 转变 潘宁电离
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从气体开关电弧到脉冲放电等离子体的发展
3
作者 李兴文 汪冠宇 +4 位作者 吴坚 石桓通 张博雅 陈立 邱爱慈 《高电压技术》 北大核心 2025年第8期3826-3845,共20页
气体放电等离子体作为电气装备与高能量密度物理的科学基础,在构建清洁能源体系与推动前沿技术发展中具有重要研究价值。针对气体开关电弧与脉冲放电等离子体在科学内涵与技术路径上的继承性与拓展性,重点综述了两者在基础理论方面的突... 气体放电等离子体作为电气装备与高能量密度物理的科学基础,在构建清洁能源体系与推动前沿技术发展中具有重要研究价值。针对气体开关电弧与脉冲放电等离子体在科学内涵与技术路径上的继承性与拓展性,重点综述了两者在基础理论方面的突破及其前沿应用进展。一方面,针对全球范围SF_(6)替代的迫切需求,以C_(4)F_(7)N等为代表的新型环保气体介质研究已取得了显著进展;另一方面,结合开关电弧高能流密度和快速瞬态放电的特点,电弧等离子体的研究已进一步拓展至脉冲放电领域,并在一些新兴交叉学科中取得了重要突破。其中如用于核工业与页岩油检测的LIBS技术、基于水中脉冲放电的电能-冲击波转化理论、诊断瞬态过程的X射线闪光照相方法等,均已在工业领域取得初步应用。未来发展则仍有待深入聚焦电弧特性智能调控、多场多介质联合模拟以及极端条件瞬态诊断等,进一步推动高端电气装备和先进能源等领域的发展。 展开更多
关键词 气体开关电弧 脉冲等离子体 LIBS 金属丝电爆炸 X射线闪光照相 Z箍缩
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交流电压激励液体电极放电中溶液电导率对放电模式的影响
4
作者 李雪辰 张喜 +6 位作者 朱国继 庞学霞 贾鹏英 孙辉 冉俊霞 李庆 李金懋 《物理学报》 北大核心 2025年第18期208-215,共8页
本文利用正弦交流电压激励液体电极放电系统,通过增大液体电导率(σ),发现放电从均匀模式过渡为斑图模式,且斑图模式中依次在液面观察到了齿轮、锯盘、离散点、单臂螺旋和同心圆环等结构.放电的电压电流波形表明放电仅发生在电压的负半... 本文利用正弦交流电压激励液体电极放电系统,通过增大液体电导率(σ),发现放电从均匀模式过渡为斑图模式,且斑图模式中依次在液面观察到了齿轮、锯盘、离散点、单臂螺旋和同心圆环等结构.放电的电压电流波形表明放电仅发生在电压的负半周期(液体作瞬时阳极),气体击穿后放电电流迅速增大并很快达到峰值然后缓慢减小.对于均匀模式,放电电流的减小是单调的;但对于斑图模式,放电电流在减小过程中存在一段几乎不随时间变化的平台阶段.此外,随σ升高,峰值电流和平台电流均增大,且放电击穿时刻提前.利用增强型电荷耦合设备拍摄了均匀模式和斑图模式在液面附近的时间演化行为,发现不论何种放电模式最初液面上均产生的是均匀圆盘,而各种非均匀的斑图是产生在平台阶段.基于反应-扩散模型,通过改变离子强度与电流强度(对应变量m和l)对均匀模式和斑图模式进行了数值仿真,获得了实验对应的放电模式.此外,采集了液面附近放电的发射光谱,计算了与电子温度和电子密度相关的谱线强度比.通过对光谱进行拟合,获得了液面附近放电的气体温度和分子振动温度.研究发现这些等离子体参数随σ的增大(对应着放电模式的变化)而升高. 展开更多
关键词 液体电极放电 自组织斑图 交流电压激励 时空演化 反应-扩散模型
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双气隙下介质阻挡放电斑图的放电特性与参数诊断
5
作者 田爽 张寒 +4 位作者 张喜 张雪雪 李雪辰 李庆 冉俊霞 《物理学报》 北大核心 2025年第11期300-307,共8页
斑图放电是介质阻挡放电的重要模式之一,在众多领域具有广泛的应用前景.本工作在氩气/空气混合气体介质阻挡放电系统中,采用正六边形和方形组成的双气隙边界,通过改变实验参数,获得了多个全新的复杂斑图.利用光学与电学手段研究了其放... 斑图放电是介质阻挡放电的重要模式之一,在众多领域具有广泛的应用前景.本工作在氩气/空气混合气体介质阻挡放电系统中,采用正六边形和方形组成的双气隙边界,通过改变实验参数,获得了多个全新的复杂斑图.利用光学与电学手段研究了其放电特性及其时间相关性.结果表明放电斑图在每半个电压周期内均有多次放电并在时间上具有相关性.利用增强型电荷耦合设备拍摄了方形点阵斑图时间分辨的放电图像,发现半个电压周期内的多次放电其实是斑图在径向上从外向内逐渐点亮的过程,理论分析了该斑图的形成机理.采集了方形点阵斑图的发射光谱,通过线比法和玻尔兹曼拟合法探究了方形点阵斑图的电子密度、电子温度、分子振动温度、分子转动温度的变化.结果显示电子密度沿着径向方向从外到内逐渐减小,电子温度与分子振动温度沿着径向方向从外到内逐渐增加,分子转动温度几乎不变. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 斑图放电 时空演化
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微空心阴极自脉冲放电微观动力学过程
6
作者 梁远毅 方振松 +2 位作者 贺亚峰 李庆 何寿杰 《物理学报》 北大核心 2025年第5期110-119,共10页
为了进一步揭示自脉冲放电机理,本文对氩气环境下的微空心阴极自脉冲放电进行了实验研究.结果表明,随着放电电流的升高,放电分为汤生放电、自脉冲放电和正常辉光放电三个阶段.一个完整的自脉冲放电周期可以分为电流的上升期、下降期以... 为了进一步揭示自脉冲放电机理,本文对氩气环境下的微空心阴极自脉冲放电进行了实验研究.结果表明,随着放电电流的升高,放电分为汤生放电、自脉冲放电和正常辉光放电三个阶段.一个完整的自脉冲放电周期可以分为电流的上升期、下降期以及放电的等待期.本文同时利用流体模型对自脉冲放电的时空动力学特性进行了模拟研究.模拟结果表明,当自脉冲放电电流处于最小值时,放电被限制在阴极孔内,电场强度、电子密度和电子产生速率均较低,为汤生放电模式;随着放电电流的增高,孔内放电逐渐增强,同时放电由孔内逐渐向孔外延伸.当脉冲电流最高时,阴极孔外具有较强的放电,阴极外表面附近形成明显的阴极鞘层,阴极腔外部存在较高的电子产生速率.当放电电流降低时,放电由孔外向孔内收缩,并逐步恢复到汤生放电模式.模拟结果同时表明,不同自脉冲放电阶段电离源不同:电流较高时直接电离起主要作用,电流处于最低值时的脉冲等待期潘宁电离起主要作用.实验和模拟结果表明,微空心阴极自脉冲放电实质上是放电被限制在孔内的汤生放电模式与放电区域延伸到孔外的正常辉光放电模式相互转换的过程. 展开更多
关键词 自脉冲放电 微空心阴极放电 模式转换 流体模型
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混合填充下介质阻挡放电特性的粒子云网格/蒙特卡罗碰撞模拟
7
作者 张璐璐 李天翔 +5 位作者 庞学霞 葛禹琦 刘晓倩 冉俊霞 李庆 李雪辰 《物理学报》 北大核心 2025年第13期247-255,共9页
填充床介质阻挡放电通常采用某一种材料进行填充以实现等离子体催化反应,而利用不同材料混合填充可以实现更复杂的化学反应.为了深入理解混合填充放电的物理机制,本文基于粒子云网格/蒙特卡罗碰撞(PIC/MCC)模型对其动力学行为进行研究.... 填充床介质阻挡放电通常采用某一种材料进行填充以实现等离子体催化反应,而利用不同材料混合填充可以实现更复杂的化学反应.为了深入理解混合填充放电的物理机制,本文基于粒子云网格/蒙特卡罗碰撞(PIC/MCC)模型对其动力学行为进行研究.结果表明,流光最先在高介电常数(ε_(r))的介质柱底部产生,并沿着低ε_(r)介质柱缝隙向下传播.当流光传播到下介质板后,该放电转化为体放电.随后,在上介质板附近又产生一个新的流光,并沿着高ε_(r)介质柱缝隙向下传播.研究发现,电子和正离子的数量随时间先增加,在0.8 ns后电子数随时间减少,但正离子数几乎保持不变.在此过程中负离子数随时间单调增加.此外,介质柱缝隙中平均电子密度(n_(e))和平均电子温度(T_(e))随气压升高均减小.它们随着电压幅值或介质柱半径的增大而增大.随工作气体中氮气含量的增大,n_(e)先减小后增大,而T_(e)单调增大.这些研究结果对优化反应器设计,进一步提升填充床介质阻挡放电的反应效率具有重要意义. 展开更多
关键词 填充床介质阻挡放电 粒子云网格/蒙特卡罗碰撞 动力学行为 流光
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ECR等离子体产生的电子束源设计和仿真分析
8
作者 张维嘉 刘海浪 +2 位作者 彭治国 曾李 钟可宁 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第7期529-534,共6页
电子回旋共振(ECR)放电系统作为电子枪束源,能有效解决传统热阴极电子枪寿命短,性能不稳定的缺陷。为探究ECR等离子体产生的电子束源时等离子体的参数变化,基于2.45 GHz,100 W的微波输入,开展ECR放电系统的仿真分析,以氩气体作为放电气... 电子回旋共振(ECR)放电系统作为电子枪束源,能有效解决传统热阴极电子枪寿命短,性能不稳定的缺陷。为探究ECR等离子体产生的电子束源时等离子体的参数变化,基于2.45 GHz,100 W的微波输入,开展ECR放电系统的仿真分析,以氩气体作为放电气体,考虑碰撞、激发、电离等过程。建立ECR等离子体放电模型,探究不同工作气压条件下ECR等离子体内的电子密度、电子温度等参数,并以此计算电子发射电流。结果表明,工作气压从0.005 Pa增加至0.04 Pa的过程中,电子发射电流从60.5 mA增加至85.2 mA,满足电子束加工所需的束源要求,为设计ECR等离子体阴极电子枪设计提供参考。 展开更多
关键词 电子回旋共振 等离子体放电 电子枪 电子束源 仿真分析
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科研驱动型现代光电子学实验课程教学改革与实践
9
作者 王兴权 廖昱博 +1 位作者 王凤鹏 朱秀榕 《赣南师范大学学报》 2025年第3期82-87,共6页
研究生实验课程教学仍大多遵循本科人才培养的教学方法,不利于激发学生的问题意识,也不利于研究生科研思维、创新意识和创新能力培养。《现代光电子学实验》作为电子类研究生专业开设的实验课程,旨在进一步培养研究生独立思考和解决科... 研究生实验课程教学仍大多遵循本科人才培养的教学方法,不利于激发学生的问题意识,也不利于研究生科研思维、创新意识和创新能力培养。《现代光电子学实验》作为电子类研究生专业开设的实验课程,旨在进一步培养研究生独立思考和解决科学研究问题的能力。由于缺少能融合教学内容和研究成果的教学资源、教学模式单一等问题,实际教学往往难以达到预期的教学效果。针对研究生实验课堂教学的不足,以新思维、新方法和新手段,编写制定了具有工科专业特色的《现代光电子学实验》教学大纲、教材等教学资料,建立了基于学校专业特色和优势科研资源的科研驱动型工学研究生专业实验课程教学模式。采用“模块化+个性化”的实践教学理念,实现以翻转学习为主的课堂教学方式,培养了研究生的“独立+协作”实践能力,为工科专业研究生专业实验的教学提供了模式借鉴。 展开更多
关键词 现代光电子学实验 科研驱动型 教学内容 专业特色 翻转课堂
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不同氧浓度混合气体二次流注放电下激发态氧原子生成特性与影响因素
10
作者 魏振宇 刘亚坤 《物理学报》 北大核心 2025年第4期214-224,共11页
流注放电被应用于消毒杀菌、臭氧生产等领域,其中二次流注放电过程对臭氧有效生产持续时间和效率影响明显,然而氧浓度对二次流注放电过程及目标产物产量的影响还不清楚.为此,开发不同氧浓度下针-板电极二次流注发展过程的流体分析模型,... 流注放电被应用于消毒杀菌、臭氧生产等领域,其中二次流注放电过程对臭氧有效生产持续时间和效率影响明显,然而氧浓度对二次流注放电过程及目标产物产量的影响还不清楚.为此,开发不同氧浓度下针-板电极二次流注发展过程的流体分析模型,解决高氧浓度下流注放电模拟的非物理分支(branch)问题,分析氧浓度对二次正流注光发射特性的影响,研究不同氧浓度下的阴极转移电荷量和激发态氧原子O(^(3)P)产量,并与实验数据进行对比.结果表明,氧浓度由20%增加至90%后,二次流注放电通道电子密度平均降低90%,电场强度变化小于10%,单次放电持续时间缩短77%,激发态氧原子O(^(3)P)单位能量产率上升64%,同时放电时间缩短会使产量降低50%,但激发态氧原子O(^(3)P)单位能量产率的提高优于单次降产量.氧浓度增大引发氧分子二、三体吸附效应增强和电子密度下降是单次放电产量下降的原因,电子与氧分子碰撞概率提升是单位能量产率上升的原因. 展开更多
关键词 流注放电 流体模型 数值模拟 持续时间
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微结构诱导电场畸变下混合放电的特性与增强机理
11
作者 顾冰冰 方骏林 +2 位作者 徐少锋 郭颖 石建军 《物理学报》 北大核心 2025年第23期215-224,共10页
本文基于二维流体模型,以平行板结构为基础,对高压电极介质表面具有微结构的大气压氧气脉冲放电进行了研究,重点分析了微结构诱导的混合放电及其增强机制.微结构的存在导致放电过程中电场畸变,电子在横向电场的作用下被局域束缚在微结... 本文基于二维流体模型,以平行板结构为基础,对高压电极介质表面具有微结构的大气压氧气脉冲放电进行了研究,重点分析了微结构诱导的混合放电及其增强机制.微结构的存在导致放电过程中电场畸变,电子在横向电场的作用下被局域束缚在微结构下方区域,放电呈现出电晕模式;同时由于凸起微结构的存在,该处放电间隙减小,纵向电场显著增强,从而引起微结构下方电晕放电与两侧平板放电产生放电时间上的不一致性.随着表面凸起微结构几何参数的增大,可进一步诱发二次放电.仿真结果表明,电晕放电的存在有效提高了电子密度、电子温度及高能电子的数量占比,增强了放电;高凸起条件电晕放电受到抑制的情况下,二次放电的产生,有效提高了高能电子的数量占比及空间内活性氧原子的平均数密度.这些发现为微结构引发的放电增强微观机制提供了深刻见解,为设计高效的等离子体装置提供理论基础. 展开更多
关键词 二维流体模型 表面微结构 混合放电 电晕放电
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表面水滴附着对大气压氦气介质阻挡放电系统放电特性与化学分布的影响
12
作者 蔡加禾 戴栋 潘泳全 《物理学报》 北大核心 2025年第23期86-106,共21页
在大气压介质阻挡放电的某些应用场景中,待处理物表面附着的水滴会改变气隙宽度、介电分布、气相成分等条件,进而影响低温等离子体的应用效果.本文建立了大气压氦气介质阻挡放电仿真模型,探究了接触角为45°, 90°和135°... 在大气压介质阻挡放电的某些应用场景中,待处理物表面附着的水滴会改变气隙宽度、介电分布、气相成分等条件,进而影响低温等离子体的应用效果.本文建立了大气压氦气介质阻挡放电仿真模型,探究了接触角为45°, 90°和135°的水滴附着于待处理物表面时稳态放电结构与活性粒子分布受到的影响及其背后机制.结果表明,水滴表面与上方区域的稳态放电强度受到削弱,这是因为在负击穿中,水滴表面的极化电场增强了等离子体双极性扩散,促成环形放电抑制区;在次正放电阶段,水滴极化导致的种子电子清除效应抑制了水滴上方区域放电,上述放电抑制作用随水滴接触角变大而提升.在化学分布部分,待处理物和水滴表面的活性粒子与电子存在着协同分布关系,其中O与N的分布会因O_(2)与N_(2)键能的不同产生差异, OH与He+的分布则分别受到水滴蒸发与电场的影响.本文系统地阐述了水滴附着对介质阻挡放电电化学过程的影响机制,为等离子体-液滴系统的相关应用提供了理论指导. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 水滴 放电结构 活性粒子
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介质阻挡放电协同催化剂处理SO_(2)的研究进展
13
作者 孟虎强 顾道祯 +1 位作者 米俊锋 杜胜男 《辽宁化工》 2025年第5期838-844,共7页
文章简述了介质阻挡放电技术,以及等离子体与催化剂的协同作用,并分析催化剂的位置对介质阻挡放电协同催化的影响。重点综述了光催化剂、硫化物-金属氧化物催化剂、金属-特殊材料催化剂以及金属氧化物催化剂与等离子体协同机理和脱硫效... 文章简述了介质阻挡放电技术,以及等离子体与催化剂的协同作用,并分析催化剂的位置对介质阻挡放电协同催化的影响。重点综述了光催化剂、硫化物-金属氧化物催化剂、金属-特殊材料催化剂以及金属氧化物催化剂与等离子体协同机理和脱硫效率的最新进展。最后就介质阻挡放电协同催化脱硫目前存在的问题提出未来的研究方向,以期为今后的研究提供参考。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 催化剂 脱硫效率 协同作用
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金属异物影响的高压放电粒子仿真及放电光谱特性 被引量：1
14
作者 吴佩遥 裴少通 +2 位作者 刘勇 刘云鹏 韩旭 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4148-4163,共16页
金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物... 金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物对日盲紫外波段光辐射的影响机理。首先,搭建含金属异物的高压放电试验平台,利用紫外相机和高速相机捕获放电图像,并利用光谱仪测得放电发射光谱;其次,通过分析放电光谱,确定产生日盲紫外波段光辐射的粒子跃迁主要为N2(A^(3)Σ_(u)^(+)→X^(1)Σ_(g)^(+))和NO-γ(A^(2)Σ^(+)(v′)→X^(2)Π(v″));然后,构建二维等离子体仿真模型,计算在不同数量大金属颗粒和不同质量金属屑影响下放电过程中NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A^(3)Σ_(u)^(+))的粒子数密度,并将其与测得光谱进行对比。通过试验可知,金属异物对放电产生光辐射的促进作用具有波段的选择性,其中紫外和可见光波段的反应更为灵敏;结合仿真分析可知,金属异物通过引起放电区域内电场的畸变促进粒子的激发与电离,使NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A_(3)Σ_(u)^(+))粒子数密度增加,导致放电产生的日盲紫外波段光辐射增强。在该文试验条件下,放电产生的紫外、可见光、红外波段光辐射强度比值近似为一稳定值,约为1.1:1:0.25。 展开更多
关键词 金属异物 发射光谱 粒子仿真 等离子体 日盲紫外波段光辐射
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同轴式带孔内电极介质阻挡放电对聚丙烯和聚酯表面改性
15
作者 王赟 王伟伟 +3 位作者 樊智慧 刘峰 师贵虎 王景全 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期43-49,共7页
为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,提出了一种同轴式带孔内电极介质阻挡放电反应器.实验结果表明:带孔内电极结构具有更高的放电功率,可在更短的时间内使接触角降的更低.该反应器产生等离子体对聚丙烯和聚酯表面改性,其... 为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,提出了一种同轴式带孔内电极介质阻挡放电反应器.实验结果表明:带孔内电极结构具有更高的放电功率,可在更短的时间内使接触角降的更低.该反应器产生等离子体对聚丙烯和聚酯表面改性,其表面接触角分别从90°降低到40°和从88°降低到30°.采用3种工作气体(氦气、氩气和空气),等离子体处理效果依次提高.该研究在工业应用中有着实用价值,为改善聚合物材料表面亲水性提供参考. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 带孔内电极 材料表面改性 亲水性
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大气压空气中纳秒脉冲弥散放电的边界范围敏感性:基于轴对称流体模型的仿真分析
16
作者 郭雨林 张雅琪 +2 位作者 朱益飞 孙安邦 PIERRE Tardiveau 《物理学报》 北大核心 2025年第16期305-318,共14页
基于流体模型探讨了大气压空气中快纳秒脉冲上升沿引发的弥散放电对等离子体计算域边界与泊松方程计算域边界范围的敏感性和影响机制.通过对比不同边界范围的仿真结果与实验数据,尤其是位于整个矩形计算域的最上方边界(上边界)和最右侧... 基于流体模型探讨了大气压空气中快纳秒脉冲上升沿引发的弥散放电对等离子体计算域边界与泊松方程计算域边界范围的敏感性和影响机制.通过对比不同边界范围的仿真结果与实验数据,尤其是位于整个矩形计算域的最上方边界(上边界)和最右侧边界(右边界):1)当等离子体边界与泊松方程边界均采用比放电本身半径宽6倍以上的边界范围时,放电宽度与传播速度与实验吻合度较高,但放电到达板电极时刻仍存在流体模型所具有的普遍性延迟;2)等离子体计算域边界的缩减仅使放电头部电场强度与电子密度产生可忽略的微弱波动,证明其对弥散放电宏观特性影响甚微;3)泊松方程计算域右边界范围缩减导致放电宽度显著降低,其放电宽度-计算域比值递增,且放电在上、下半间隙呈现非对称传播特征,但适当缩减右边界可改善放电形貌与实验的匹配度;4)泊松方程计算域上边界缩减会弱化放电头部电场“聚焦效应”,导致空间电场分布均匀化,延缓放电加速过程,使仿真结果偏离实验更显著.泊松方程边界范围对放电时空演化具有决定性影响,其中计算域上边界缩减会严重损害仿真精度,而右边界调整可权衡计算效率与结果可靠性. 展开更多
关键词 纳秒脉冲弥散放电 流体模型 流注放电 边界条件
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常压下重频纳秒脉冲气体放电试验研究 被引量：27
17
作者 邵涛 袁伟群 +6 位作者 孙广生 严萍 王珏 高巍 张适昌 苏建仓 俞建国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期161-166,共6页
气体介质在重频(PRF)纳秒脉冲作用下的绝缘特性是高重频脉冲功率技术研发的基础。采用SPG200 重频纳秒脉冲电源,通过测量常压空气介质间隙(5、10、15、20mm),在不同重复频率(1、10、100、500、1000Hz)、不同电压幅值(60、80、100kV)作... 气体介质在重频(PRF)纳秒脉冲作用下的绝缘特性是高重频脉冲功率技术研发的基础。采用SPG200 重频纳秒脉冲电源,通过测量常压空气介质间隙(5、10、15、20mm),在不同重复频率(1、10、100、500、1000Hz)、不同电压幅值(60、80、100kV)作用下的击穿电压、电流、击穿延时及耐受时间,研究了空气的绝缘特性。结果显示重频脉冲常压下空气的击穿场强比单次脉冲时低得多;随击穿场强的增大,击穿时延、重频耐受时间均有减小的趋势,高PRF 时减小趋缓。低PRF 下的放电发展过程与单次时的放电发展过程差别不大,而与高PRF 下的不同。最后对纳秒脉冲下击穿时延及放电机理等进行了一些讨论。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 试验研究 气体放电 压下 脉冲功率技术 绝缘特性 击穿场强 发展过程 PRF 脉冲作用 气体介质 脉冲电源 空气介质 重复频率 电压幅值 击穿电压 单次脉冲 放电机理 高重频 500 时间 耐受 时延 减小 电流
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空气中纳秒脉冲均匀DBD增加聚合物的表面亲水性 被引量：30
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作者 牛铮 邵涛 +3 位作者 章程 于洋 姜慧 严萍 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1536-1541,共6页
介质阻挡放电(DBD)产生的等离子体对于聚合物材料表面改性有着显著的效果,但在大气压下DBD通常表现为丝状放电导致处理不均匀,使其应用受限。为此采用单极性重复频率ns脉冲电源在常压空气中产生均匀DBD,利用不同的条件对聚对苯二甲酸乙... 介质阻挡放电(DBD)产生的等离子体对于聚合物材料表面改性有着显著的效果,但在大气压下DBD通常表现为丝状放电导致处理不均匀,使其应用受限。为此采用单极性重复频率ns脉冲电源在常压空气中产生均匀DBD,利用不同的条件对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚四氟乙烯(PTFE)材料薄膜表面进行改性处理。结果显示均匀DBD能有效提高材料薄膜表面的亲水性,并且改性效果与处理时间、施加电压、重复频率和气隙间距密切相关。较高的施加电压和重复频率,以及较长的处理时间和较窄的气隙间距可以获得比较好的改性效果。实验结果可以为聚合物改性应用优化提供很好的参考。 展开更多
关键词 NS脉冲 介质阻挡放电(DBD) 等离子体 聚合物 表面改性 亲水性
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常压介质阻挡放电等离子体发射光谱诊断及其在材料表面改性中的应用 被引量：18
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作者 唐晓亮 冯贤平 +2 位作者 黎志光 闫永辉 邱高 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1437-1440,共4页
使用介质阻挡放电光谱诊断装置,分析了常压等离子体放电电流与放电间隙的变化关系,提出了“放电临界间隙”的概念,记录和比较了空气和氩气常压介质阻挡放电等离子体发射光谱,并运用同一元素谱线的相对强度来诊断电子温度等物理参量,以... 使用介质阻挡放电光谱诊断装置,分析了常压等离子体放电电流与放电间隙的变化关系,提出了“放电临界间隙”的概念,记录和比较了空气和氩气常压介质阻挡放电等离子体发射光谱,并运用同一元素谱线的相对强度来诊断电子温度等物理参量,以达到对材料表面改性过程的实时监控。工作的结果对常压介质阻挡放电及其在材料改性中的应用具有重要的意义。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 材料表面改性 电子温度 变化关系 临界 相对强度 常压 诊断 等离子体发射光谱 用具
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电火花放电能量及其损耗的计算 被引量：25
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作者 刘庆明 汪建平 +2 位作者 李磊 张云明 宇灿 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1255-1260,共6页
为了准确计算不同放电条件下的电火花放电能量,对系统中的能量损耗进行了量化分析。对3种常用放电能量的计算方法进行比较分析,并在此基础上系统地研究了不同放电过程中电容残余能量和电路损耗能量的损耗率及其变化规律。结果表明,当电... 为了准确计算不同放电条件下的电火花放电能量,对系统中的能量损耗进行了量化分析。对3种常用放电能量的计算方法进行比较分析,并在此基础上系统地研究了不同放电过程中电容残余能量和电路损耗能量的损耗率及其变化规律。结果表明,当电容储存能量在2 mJ^2 J之间时,随着储存总能量的增大,因电容残余能量造成的能量损耗率由1%增大到20%,电路损耗能量占总能量的比例由70%减小到5%,而整个系统的能量损耗率由70%减小到20%。因此,直接通过电容上的储存能量来计算火花放电能量会产生一定误差,应采用积分求解法来计算火花放电能量。当电容储存能量较大时,误差较小,可以直接通过电容上的储存能量计算得到放电能量。 展开更多
关键词 电火花放电 点火电压 有效放电能量 电容残余能量 电路损耗 能量损耗率
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