等离子体表面处理与大气压下的辉光放电_李成榕
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气体放电中等离子体的研究姓名_____学号_____院系_____气体放电中等离子体的研究一引言等离子体是由大量的自由电子和离子组成,在整体上表现为近似电中性的电离气体。
由于等离子体有着许多独特的物理和化学性质,它已广泛应用于能源、航空、表面处理及垃圾焚烧等领域。
准确测量等离子体的参数,是各领域研究及应用的关键环节。
在众多等离子体测量手段中,郎缪尔探针法被认为是最简便的一种方法。
郎缪尔探针法由伸入等离子体内的导体作为探针向它施加电压,通过测定探针电流得到电流-电压(I-V)特性曲线,从而求得等离子体的参数。
本文主要介绍了探针法的工作原理,利用探针法测量等离子体的一些主要参量,并通过实验分析了影响实验结果的各种因素。
二实验原理1 等离子体定义及其物理特性等离子体是一种由等量正负电荷离子和中性粒子组成的电离气体,其中正负电荷密度相等,整体上呈现电中性。
等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体,一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。
描述等离子体的一些主要参量有电子温度Te、带电粒子密度、轴向电场强度EL、电子平均动能Ee、空间电位分布等。
2 气体放电原理气体放电可以采用多种能量激励形式,如直流、微波、射频等能量形式。
其中直流放电因为结构简单、成本低而受到广泛应用。
直流放电形成辉光等离子体的典型结构如图1所示。
图1 气体放电管工作原理图图2辉光放电的唯相结构示意图3 稀薄气体产生的辉光放电本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10-102Pa时,在两电极上加高电压,就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域,在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图2所示。
正辉区是我们感兴趣的等离子区。
其特征是:气体高度电离;电场强度很小,且沿轴向有恒定值。
这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。
所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。
由其具体分布可得到一个相应的温度,即电子温度。
辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究引言:纳米材料以其特殊的物理、化学和电子性质,被广泛应用于能源、环境、医药和电子等领域。
辉光放电电解等离子体(GDED)法作为一种新兴的纳米材料制备技术,具有简便、高效、环保等优点,广受关注。
本文旨在探讨辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及其形成机理。
一、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的原理辉光放电电解等离子体法是通过将两电极浸入电解质溶液中,在外加电场作用下,产生辉光放电等离子体的一种制备方法。
电解质溶液中的阳、阴离子在电场作用下被电离,形成气体或溶质的高能量中间态,进而反应生成纳米材料。
此法具有制备范围广、材料性能可调控、反应时间可控等优势。
二、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的工艺参数优化在制备纳米材料的过程中,工艺参数的优化对于材料性能具有重要影响。
首先是电压的选取,较低的电压可控制纳米材料的尺寸大小,而较高的电压有助于形成均匀的纳米材料。
其次是电解液的浓度和离子种类的选择,合适的浓度和离子种类可以提供足够的反应物,促进纳米材料的形成。
最后是电解液的温度,适当的温度有助于控制反应速率,提高纳米材料的产率。
三、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的形成机理辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的形成机理涉及到离子电离、离子激发、再结晶和沉积等多个过程。
首先是电解液中的离子电离,电解质溶液中的阴、阳离子在外加电场作用下发生电离,产生自由电子、气体等高能量中间态。
接着是离子的激发,将离子通过辉光放电等离子体激发到高能级状态,激发后的离子能够参与化学反应,进而形成纳米材料。
最后是纳米材料的形成,激发后的离子在电场的作用下再结晶和沉积,形成稳定的纳米材料。
四、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的应用辉光放电电解等离子体法制备的纳米材料在各个领域都有着广泛的应用。
在电子领域,制备的纳米材料具有良好的导电性和光学特性,可用于光电器件的制备。
大气压微波放电CO_(2)等离子体温度的发射光谱诊断李容毅;朱海龙【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2024(44)3【摘要】大气压微波等离子体因具有活性粒子密度高、气体温度高、能量转换效率高、可控性好等独特优势,在分解和转化二氧化碳治理环境领域展现出重要的应用价值。
以大气压微波等离子体的二氧化碳分解与转化为应用背景,开展了大气压微波等离子体的放电特性与温度参数的测量和诊断研究。
通过研究等离子体炬的放电形态的变化规律,分析了大气压二氧化碳等离子体的放电特点;利用发射光谱的诊断方法,分析了二氧化碳放电区内产生的C_(2)分子的转动温度,得到了二氧化碳等离子体内不同位置在不同功率和不同气体流量下的放电形态以及温度的变化规律。
研究结果表明,这种大气压微波等离子体的放电形态呈现明亮的中心放电区和外围的余辉区,且这两个区域存在清晰的边界;放电区的长度随微波功率增加接近线性增长,受送气流量大小的影响微弱。
等离子体发射光谱诊断结果显示,大气压微波等离子体放电过程中,主放电区中除了化学荧光连续谱外还存在很强的C_(2)分子的Swan谱带;基于这一谱带计算得到的主放电区等离子体温度约为6 000 K,且这一温度几乎不随功率和气流的变化;不同中心放电区位置,温度略有变化(±100 K)。
【总页数】5页(P688-692)【作者】李容毅;朱海龙【作者单位】山西大学物理电子工程学院【正文语种】中文【中图分类】O443.1【相关文献】1.大气压下石英毛细管内氩等离子体放电的发射光谱诊断2.发射光谱研究大气压等离子体射流的气体温度3.脉冲放电等离子体电子激发温度发射光谱诊断4.大气压氮等离子体介质阻挡放电的发射光谱研究5.大气压微波等离子体炬驱动Boudouard反应实现CO_(2)转化的研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
辉光放电与等离子体1、辉光放电通常把在电场作用下气体被击穿而导电的物理现象称之为气体放电。
气体放电有“辉光放电”和“弧光放电”两种形式。
辉光放电又分为“正常辉光放电”与“异常辉光放电”两种,它们是磁控溅射镀膜工艺过程中产生等离子体的基本环节。
辉光放电(或异常辉光放电)可以由直流或脉冲直流靶电源通过气体放电形成,也可以用交流(矩形波双极脉冲中频电源、正弦波中频与射频)靶电源通过真空市内的气体放电产生。
气体放电时,充什么样的工作气体、气压的高低、电流密度的大小、电场与磁场强度的分布与高低、电极的不同材质、形状和位置特性等多种因素都会影响到放电的过程和性质,也会影响到放电时辐射光的性质和颜色。
(1)直流辉光放电①在阴-阳极间加上直流电压时,腔体内工作气体中剩余的电子和离子在电场的作用下作定向运动,于是电流从零开始增加;②当极间电压足够大时,所有的带电离子都可以到达各自电极,这时电流达到某一最大值(即饱和值);③继续提高电压,导致带电离子的增加,放电电流随之上升当电极间的放电电压大于某一临界值(点火起辉电压)时,放电电流会突然迅速上升,阴-阳极间电压陡降并维持在一个较低的稳定值上。
工作气体被击穿、电离,并产生等离子体和自持辉光放电,这就是“汤生放电”的基本过程,又称为小电流正常辉光放电。
④磁控靶的阴极接靶电源负极,阳极接靶电源正极,进入正常溅射时,一定是在气体放电伏-安特性曲线中的“异常辉光放电区段”运行。
其特点是,随着调节电源输出的磁控靶工作电压的增加,溅射电流也应同步缓慢上升。
⑵脉冲直流辉光放电脉冲或正弦半波中频靶电源的单个脉冲的气体放电应与直流气体放电伏-安特性曲线异常辉光放电段及之前段的变化规律相符。
可以将其视为气体放电伏-安特性在单个脉冲的放电中的复现。
脉冲直流靶电源在脉冲期间起辉溅射,在脉冲间隙自然灭辉(因频率较高,肉眼难以分辨)。
溅射靶起辉放电后,当电源的输出脉冲的重复频率足够高时,由于真空腔体内的导电离子还没有完全被中和完毕,第二个(以后)重复脉冲的复辉电压与溅射靶的工作电压接近或相同。
高强度脉冲软X光源
罗承沐;李成榕
【期刊名称】《光学机械》
【年(卷),期】1991(000)001
【摘要】本文介绍清华大学电机工程系研制的一种高强度软X光源,这种光源是由喷气式Z箍缩等离子体产生的。
阐述了Z箍缩装置的工作原理,研究了装置的运行参数(如充电电压、充气密度等)对软X射线发射的影响。
用热电堆测量了X射线的产额。
并介绍了用无窗XRD(X射线二极管)测量脉冲x射线的初步结果:光源处的X射线总能量超过100J,发射时间约100ns,其功率达10~9W以上。
【总页数】4页(P50-53)
【作者】罗承沐;李成榕
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O434.1
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大气压氩气射流等离子体放电发展速度研究
董丽芳;李永辉
【期刊名称】《发光学报》
【年(卷),期】2014(035)004
【摘要】利用交流空心针-板放电装置,在大气压环境中产生了两种不同极性的氩射流等离子体,利用放电产生的等离子体发光信号,研究了两种等离子的形貌和放电的发展速度.利用高速相机拍摄了两次放电的形貌,发现正半周放电长度约为0.8 cm,负半周放电长度约为1.6 cm.然后利用两个光电倍增管配合,分别测量了正负半周放电的发展速度,正半周放电发展速度为(3.1±0.2) ×106 cm/s,负半周放电发展速度为(2.2±0.1) ×107cm/s,而且两次放电的发展方向相同.通过对电子激发温度空间分布的分析,发现电场是影响等离子发展速度的重要因素.
【总页数】5页(P476-480)
【作者】董丽芳;李永辉
【作者单位】河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002
【正文语种】中文
【中图分类】O461.2
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电弧放电等离子体对材料表面的影响及表征方法引言:材料科学与工程领域对于材料表面以及表面处理技术的研究与应用日益重要。
其中,电弧放电等离子体在材料表面处理中起着重要作用,并对表面产生了显著的影响。
本文将探讨电弧放电等离子体对材料表面的影响,以及常用的表征方法。
一、电弧放电等离子体对材料表面的影响电弧放电等离子体是由高温电弧产生的等离子体体系,在材料表面处理中广泛应用。
电弧放电等离子体可以通过高温和高能量条件下的热化学反应,对材料表面进行改性、涂层沉积和清洁等操作。
1. 表面改性电弧放电等离子体处理可以改变材料表面的化学组成和结构,从而增强其性能。
例如,通过电弧放电等离子体处理金属表面,可以形成致密的氧化层,提高金属的耐腐蚀性能。
此外,电弧放电等离子体还可以使材料表面发生相变,改变材料的晶体结构和晶粒尺寸,提高材料的硬度和强度。
2. 涂层沉积电弧放电等离子体可以在材料表面沉积陶瓷、金属等涂层,以改善材料的耐磨、耐腐蚀和导电性能。
通过电弧放电等离子体沉积的涂层,可以提供额外的保护层,延长材料的使用寿命。
此外,电弧放电等离子体沉积的涂层还可以调控材料的表面摩擦系数,提高材料的摩擦性能。
3. 清洁处理电弧放电等离子体对材料表面的清洁处理是一种高效、环保的方法。
通过电弧放电等离子体的作用,可以去除材料表面的氧化层、有机物污染物以及其他污染物,从而提高材料的净化程度。
二、电弧放电等离子体表征方法为了了解电弧放电等离子体对材料表面的影响,科研人员常常采用多种表征方法来研究其特性和性能。
1. 表面形貌观察采用扫描电子显微镜(SEM)等仪器可以观察电弧放电等离子体处理后材料表面的形貌变化。
通过SEM图像的对比,可以研究材料表面纹理、粗糙度、孔洞分布等特征。
2. 表面成分分析电弧放电等离子体处理后,材料的化学成分可能发生变化。
X射线光电子能谱(XPS)、能谱拉曼(Raman)等技术可以用来分析材料表面的元素组成和化学键状态的变化,进一步探究电弧放电等离子体的作用机制。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。