阵列式等离子体射流特性的研究

附件2论文中英文摘要格式作者姓名：聂秋月论文题目：大气压冷等离子体射流实验研究作者简介：聂秋月，女，1982年9月出生，2005年9月师从于大连理工大学王德真教授，于2010年6月获博士学位。

中文摘要大气压冷等离子体射流是近年来兴起的一种新的大气压低温等离子体放电技术，是目前国际上等离子体科学与技术领域的研究热点之一。

其等离子体空间富集的离子、电子、激发态原子、分子及自由基等都是活泼的反应性物种，这些活性粒子数量大、种类多、活性强，易于和所接触的材料表面发生反应, 因此在材料表面处理方面有许多重要应用。

和传统方法相比, 大气压冷等离子体射流表面处理具有操作简单快捷、成本低廉、无废弃物、无污染等显著优点，无论在传统的材料制造、加工和改性等应用领域，还是在新兴的生物医学工程、环境工程、等离子体化工等领域都表现出了良好的应用前景，特别是在温度敏感材料（如生物材料）、复杂形状工件等的表面处理方面，更是显示出了独特的技术优势。

发展等离子体源、诊断等离子体参数、研究等离子体产生与发展的基本物理过程一直都是等离子体科学与技术研究中的重要方向。

本文以大气压冷等离子体射流为重点，开展了以下工作：1.发展了一种毫米量级毛细管针-环电极大气压冷等离子体射流装置，通过考察其电学、光学特性，研究了放电发展过程及等离子体性质。

结果表明：由于在电极设计上采用了曲率较大的毛细管针电极，因此在功率电极附近易于产生较强电场，可明显降低等离子体射流产生及维持电压；此外，由于环电极的引入，放电区间将同时存在两种不同的放电模式（即毛细管针电极尖端附近发生的放电以及毛细管针电极和接地环电极之间发生的介质阻挡放电），与此同时，在下游端环电极的作用下，放电区将形成一个纵向电场，更利于将放电区产生的等离子体引出,形成等离子体射流。

与传统的毛细管针电极射流装置及单环电极射流装置相比，该混合型结构可有效降低射流源工作电压，增强放电强度，提高活性粒子数量。

第22卷第12期2010年12月强激光与粒子束H I G H PO W E R L A S E R A N D P A R T I C I。

E B E A M SV01．22，N o．12D ec．，2010文章编号：1001—4322(2010)12-2984—05大气压射流等离子体放电特性及其灭菌效果。

刘文正，严伟，郝宇狮(北京交通大学电气工程学院，北京100044)摘要：介绍了一种同轴电极的射流等离子体发生装置，可以直接在大气中将生成的氦气辉光放电射流等离子体喷出进行杀菌消毒。

无需反应容器和真空系统，并从电压、频率、流速等方面讨论了该同轴等离子体发生器的放电特性。

在稳定的放电条件下，利用实验装置进行了大气压下的等离子体灭菌实验，验证了本装置在等离子体灭菌应用上的可行性和易操作性。

灭菌结果表明：在最初的2m i n内，细菌减小趋势明显，3r ai n后细菌几乎全部消亡。

关键词：大气压辉光放电；同轴介质阻挡放电；射流等离子体；等离子体灭菌中图分类号：0461．2；T M89文献标志码：A do i：10．3788／H PI。

PB20102212．2984长期以来人们一直努力实现大气压下稳定的辉光放电(A PG D)。

由于大气压下空气的击穿场强比较高，容易引起丝状放电，所以通常采用介质阻挡电极(D B D)和使用稀有气体的方法来实现A PG D Ll。

引。

大气压下等离子体的产生不需要昂贵的真空设备，工业应用前景广阔。

近年来，国内外研究者都非常关注在大气压下产生等离子体的特性及应用[3。

4]。

等离子体具有灭菌的功效，作为一种安全、环保的灭菌手段，低温等离子体灭菌正逐渐吸引人们的注意。

目前国内外在大气压辉光放电等离子体消毒灭菌方面的研究方式，主要是采用平行板电极介质阻挡的放电形式，将处理物品放入一个反应容器中，进行抽真空再充人工作气体(如氦气)[5]。

加工过程需要反复取放处理物品，不利于进行高效大规模工业应用。

并联放电等离子体合成射流激励器工作特性王林;周岩;罗振兵;夏智勋;邵涛;邓雄【摘要】等离子体合成射流激励器凭借射流速度高、工作频带宽、响应迅速等优势在高速流场主动流动控制领域具有良好的应用前景.为了克服单个激励器控制能力弱、控制范围窄的缺点,开展了并联放电等离子体合成射流激励器的研究,搭建了最多支持三路并联放电的微秒脉冲电源.测试结果表明,电源在空载及负载条件下可以实现1000 Hz稳定放电.随着放电电容的增大,放电电能的提高,等离子体电弧的温度升高,激励器腔体内气体被加热得更剧烈,产生的射流速度增大.随着工作频率的提高,激励器的击穿电压降低,放电电能减小,射流速度减小.通过对触发信号的调制,可以实现每个激励器的独立控制,使得并联式激励器具有更强的流动控制灵活性.试验结果显示,激励器工作相位与触发相位具有较好的对应关系.【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2018(040)004【总页数】8页(P59-66)【关键词】等离子体合成射流;两电极;主动流动控制;并联式阵列;放电频率;放电电容【作者】王林;周岩;罗振兵;夏智勋;邵涛;邓雄【作者单位】国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073;国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073;国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073;国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073;中国科学院电工研究所,北京 100190;国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】V211.3优良的空气动力学特性是实现飞行器性能跨越的必要条件。

研究表明，主动流动控制技术对于改善飞行器的气动力特性具有重要作用，是未来新型飞行器以及发动机气动设计中的关键手段[1-3]。

高超声速是未来飞行器的重要发展方向[4-6]，为了实现高超声速条件下的流动控制，需要开发响应时间短、流场控制作用强、工作频带宽的新型高速主动流动控制技术。

等离子物理学中的等离子体振荡现象等离子体振荡是等离子体物理学中的一个重要现象，也是研究等离子体行为的关键之一。

等离子体是由电离的气体或物质中的电子和正离子组成的第四态物质。

等离子体的振荡现象在自然界广泛存在，在太阳和恒星中，离子体云团、等离子体射流以及在地球的电离层中等等。

一、等离子体的特性等离子体在电磁场中具有许多特殊性质。

首先，等离子体是电导体，具有良好的导电性能。

当等离子体暴露在外加电场或磁场中时，电荷会不断地重新排列，导致等离子体内部产生电流。

其次，等离子体是可压缩的，因为电子和正离子之间相互作用力相对较小。

这也意味着等离子体在电磁场中会发生振荡现象。

二、等离子体的振荡特性等离子体振荡是指等离子体在外界扰动或激励下发生的周期性变化。

等离子体振荡具有多种类型，如等离子体波动、等离子体团、自由振荡等。

其中，等离子体波动是最为常见的振荡现象。

1. 等离子体波动等离子体波动是在等离子体中传播的波动现象，可以分为纵向波动和横向波动。

纵向波动是沿等离子体的方向传播的波动，类似于音波在气体中的传播。

横向波动则是在垂直于等离子体方向上传播的波动，类似于光波在介质中的传播。

2. 等离子体团等离子体团是等离子体在外界激励下形成的较为稳定的团簇结构。

在强电场或高温等条件下，等离子体团可以由电子和正离子形成。

这种团簇结构能够存储能量，并且具有较强的自发辐射能力。

等离子体团在等离子体与固体表面相互作用时，还能产生等离子体束流，具有很高的应用价值。

3. 自由振荡自由振荡是在没有外界扰动情况下，等离子体内部的电子和正离子之间产生的周期性变化。

这种振荡是等离子体固有的特性，也是等离子体中能量传递的重要方式。

自由振荡频率与等离子体的密度、温度和电荷状态有关。

三、等离子体振荡的应用等离子体振荡现象具有广泛的应用领域。

例如，在聚变研究中，等离子体振荡现象对于维持等离子体的稳定状态至关重要，这是实现聚变反应的核心环节。

另外，等离子体振荡还可以应用于等离子体加热和等离子体诊断等方面，为研究人员提供了丰富的信息和数据。

等离子体射流与纳米的关系1. 引言在当前科技迅速发展的背景下，人们对等离子体射流与纳米的关系越来越感兴趣。

等离子体射流是一种高温等离子体气体，具有高效的能量转移和材料加工效果，而纳米技术则是利用纳米级的材料进行研究和应用的领域。

本文将深入探讨等离子体射流与纳米的关系，包括其相互作用原理、应用领域以及未来发展方向。

2. 等离子体射流的特点和原理等离子体射流是一种高能量的气体流动，其温度可以达到上万摄氏度。

与传统的气流相比，等离子体射流具有高速、高温、高能量的特点。

这些特点使得等离子体射流在材料加工、能源转换和环境治理等领域具有广阔的应用前景。

等离子体射流通过电离气体中的原子或分子产生电子和离子，形成充满活性物质的高能量射流。

在射流中，离子和电子之间存在着强烈的相互作用，导致了高温和高能量的释放。

这种强烈的相互作用使得等离子体射流具备了改变物质结构和性质的能力。

3. 纳米技术的概述和应用纳米技术是一种研究和应用纳米级材料的技术，其中纳米级的材料指的是尺寸在1到100纳米之间的材料。

纳米技术主要包括纳米材料的合成、纳米尺度上的测量和分析以及纳米级结构的设计和加工。

纳米技术已经广泛应用于多个领域，如材料科学、生物医学、电子信息等。

在材料科学领域，纳米技术可以用于合成具有特殊功能和性能的纳米材料，如金属纳米颗粒、纳米纤维等。

在生物医学领域，纳米技术可以用于药物传递、生物成像以及疾病治疗等方面。

在电子信息领域，纳米技术可以用于制造高性能的纳米电子器件。

4. 等离子体射流与纳米的相互作用等离子体射流与纳米之间存在着多种相互作用关系，下面将介绍其中的几种方式：4.1 表面改性等离子体射流可以通过改变纳米材料的表面结构和性质，使其具有特殊的功能和性能。

例如，等离子体射流可以通过氧化作用改变纳米颗粒的表面化学组成，从而使其具有更好的光学性能和催化活性。

4.2 纳米材料合成等离子体射流可以通过控制纳米尺度下的物质输运和反应过程，实现纳米材料的合成。

等离子体射流与纳米的关系引言：在科学技术的发展中，等离子体射流和纳米两个概念逐渐引起了人们的关注。

等离子体射流与纳米在不同领域中有着广泛的应用，二者之间存在着紧密的联系。

本文将探讨等离子体射流与纳米的关系，介绍它们的定义、特点以及应用领域，并展望未来可能的发展方向。

一、等离子体射流的定义与特点等离子体射流是指通过电磁场或激波等方法将气体中的分子或原子激发或电离形成等离子体，然后通过加速装置将等离子体喷射出来的一种物质流动现象。

等离子体射流具有高温、高速、高能量密度等特点，是一种非常活跃的物质形态。

二、纳米的定义与特点纳米是指物质的尺寸在1至100纳米之间的粒子或结构。

纳米具有尺寸效应、表面效应和量子效应等独特特性，使纳米材料在电子学、光学、化学等领域具有广泛的应用前景。

三、等离子体射流与纳米的关系1. 等离子体射流在纳米材料制备中的应用等离子体射流可以用于纳米材料的制备和改性，通过调控等离子体射流的参数，可以控制纳米材料的尺寸和形貌。

例如，利用等离子体射流技术可以制备出具有特定形状和尺寸的金属纳米颗粒，这对于纳米电子器件的制备具有重要意义。

2. 纳米在等离子体射流中的应用纳米材料在等离子体射流中的应用主要体现在等离子体射流的加工和改性过程中。

等离子体射流可以通过撞击纳米材料的方式，实现对其表面的清洁、刻蚀和改性。

例如，利用等离子体射流可以清洗纳米材料的表面杂质，提高其纯度和质量。

3. 等离子体射流与纳米在生物医学领域的应用等离子体射流和纳米在生物医学领域的应用也日益受到关注。

等离子体射流可以用于细胞的刺激和杀伤，对于癌细胞的治疗具有潜在的应用价值。

而纳米材料可以作为药物载体或成像剂，在生物医学成像和药物输送中发挥重要作用。

四、等离子体射流与纳米的未来发展方向1. 等离子体射流与纳米在能源领域的应用随着新能源技术的不断发展，等离子体射流和纳米在能源领域的应用也逐渐受到重视。

例如，利用等离子体射流可以改善太阳能电池的效率，而纳米材料的设计和制备可以提高电池的储能性能。