氮氧混合气体高压脉冲电晕放电等离子体的分子束质谱诊断研究

利用具有三级差分抽气系统的分子束质谱仪为检测手段 ,对N2 ,O2 混合气体的线板式高压脉冲电晕放电等离子体阴极板区的正离子成分进行了诊断研究。实验结果表明 :在放电反应室N2 ,O2 混合气体压力 1330～ 332 5Pa ,峰值电压 4～10kV及放电重复频率 10～ 10 0Hz范围内 ,N+ 2 和O+ 流强相当 ,N+ 流强约为N+ 2 流强的 2～ 10倍。N+ ,N+ 2 和O+ 流强随脉冲峰值电压、放电重复频率的升高而增大 。

NCl(a^1Δ)/I(~2P_(3/2))传能体系的实验研究

利用微波放电Cl2/He等离子体作为Cl源,对反应NCl(a1Δ)+I(2P3/2)→NCl(X3Σ)+I(2P1/2)进行了实验研究,得到了较大的I(2P1/2)自发辐射荧光信号,检测到NCl(a1Δ,b1Σ)自发辐射荧光光谱在存在少量I(2P1/2)下发生的显著变化,其中NCl(a1Δ)自发辐射荧光信号降低,同时由于I(2P1/2)的作用,NCl(b1Σ)自发辐射荧光信号大幅度增加。在考察各反应气体流量对I(2P1/2)自发辐射荧光信号的影响时发现,在本次实验条件下,各种气体的最佳流量:He为1～4mmol/s,I2为0.01～0.03mmol/s,Cl2为1.0mmol/s左右,而HN3流量略大于Cl2流量时信号升高幅度开始变缓,约为Cl2流量的两倍时信号不再有显著的变化。

Cl+HN_3产生NCl(a^1Δ)和NCl(b^1Σ)的实验研究

对利用微波放电直接解离 Cl2 生成 Cl,Cl与 HN3 反应生成 NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)的过程进行了实验研究。得到了较强的 NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)自发辐射光谱 ,考察了 Cl2 流量和 He/ Cl2 配比对NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)生成的影响。发现对于一定的 He流量 ,Cl2 流量对 NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)生成的影响存在一最佳范围 ,而最佳 He/ Cl2 配比不是一定值 ,而是随 He流量升高而变大 ,在实验所考察的 He流量范围 (5～ 4 0 L/ min)内 ,最佳 He/ Cl2 配比在 3 0∶ 1～ 1 0 0∶

高压脉冲电晕放电氮等离子体的分子束质谱诊断研究

克服强电磁场干扰 ,以具有三级差分抽气系统的分子束质谱为手段 ,对线板式高压脉冲电晕放电N2 等离子体阴极板区的正离子成分进行了首次诊断研究。发现在各种实验条件下 ,N+ 离子流强度均显著大于N+ 2 ;N+ 及N+ 2 离子流强度随放电电压、放电频率升高而增大 ,随放电室气压变化则存在一极值。对N2 等离子体中所包含的主要基元物理

HN3的安全性测试

利用一套安全测试系统,实验研究了电火花、加热和可见光照射作用下HN3的稳定性,结果表明HN3对电火花非常敏感,而对可见光很稳定,并且至少对小于530K的热作用具有很高的稳定性.

Cl/HN_3/I_2全气相化学激光体系的化学动力学模拟计算

对Cl/HN3/I2产生NCl(a)/I激光的过程进行了化学动力学计算,主要考察了Cl,HN3和I2的初始粒子数密度及其配比对小信号增益系数的影响。结果发现,当温度为400K,初始Cl粒子数密度为1×1015,1×1016和1×1017cm-3时,小信号增益系数分别达到1.6×10-4,1.1×10-3和1.1×10-2cm-1,获得最佳小信号增益系数的HN3和I2的初始粒子数密度分别为初始Cl粒子数密度的1～2倍和2%～4%。同时,对Cl,HN3和I2配比对小信号增益系数和增益持续时间的影响进行了讨论。

基于TDLAS测量HBr化学激光器气体温度

利用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS),基于吸收光谱的多普勒展宽原理,对D2/NF3燃烧驱动的HBr化学激光器,进行了光腔和扩压段的气体温度测量实验研究。为了有效地测量TDLAS吸收光谱,选用了主气流中吸收系数较大的HF分子(2-0)振动谱带的R2谱线作为研究对象。实验中利用一台中心波长1 273 nm的分布反馈式(DFB)二极管激光器,搭建了一套基于直接吸收法TDLAS的HBr化学激光器气体温度测量系统。通过对HF分子的吸收谱线进行Voigt线型拟合,获得了多普勒展宽宽度,从而给出了光腔和扩压段气体温度。在进行时域频域变换时,使用了一台自由光谱范围(FSR)为1.5 GHz的F-P标准具用于频率校准。实验测量结果表明,光腔温度约为280 K,扩压段温度约为400 K。实验过程中的碰撞展宽和多普勒展宽的比值小于0.1,表明多普勒展宽为主,能够方便地用HF吸收光谱的展宽来监测光腔和扩压段的气体温度。

用于化学激光器的腔增强吸收光谱测量

燃烧驱动氟化氢化学激光体系中有一些关键基态物种(如DF等)可用于表征燃烧室工作状态,为了控制HF振动激发态的弛豫过程还需要加入少量的碰撞伴侣物种(如SF6、NH3、H2O等),另一些关键物种(如NF(a)等)则可能会与HF振动激发态发生传能过程,然而不幸的是这些物种的吸收较小。为了利用吸收光谱对这些弱吸收的关键基态物种进行研究,建立了基于离轴式布局的腔增强吸收光谱装置,该装置由光源部分、谐振腔部分和光电接收部分组成,其中谐振腔部分处于真空仓内。为了验证该装置的性能,测量了痕量氨气和水汽的吸收光谱。实验结果表明:该装置的等噪声吸收系数达到了1.6×10-8cm-1,表明该装置可以用于氟化氢化学激光器中关键痕量物种的测量诊断工作。

微波放电解离氯分子解离效率的测量(英文)

以Cl/Cl2/HN3/He为基础的NCl(a1Δ)/I作为一种化学激光新的体系,氯原子产生的多少对该体系的研究是至关重要的。利用滴定法研究了微波解离氯分子的解离效率。用HN3/He滴定Cl,由光学多通道分析仪监测NCl(a1Δ)和NCl(b1Σ)辐射的荧光。发现微波解离氯分子的效率并不是想象的那样低,在较小的氯流量下,最高的解离效率可以达到100%。

全气相化学激光体系的直流放电研究

为了提高化学激光体系（AGIL）中F原子的产率．采用直流放电引发方式，对棒式电极的放电特性进行了研究。在对NF3／He混合气体进行解离时，通过选择不同平衡电阻，得到了3kW左右的放电注入功率。用光谱分析仪对F原子产率进行了测量。通过拟合计算可得：一个NF3分子能够解离出1．3～L5个F原子。

三氯化氮气体喷射自发分解实验研究

在气体流动管中对三氯化氮气体喷射自发分解的现象进行了初步实验研究。在一根长80 cm,直径4 cm的圆柱形石英玻璃管中,用喷嘴向气体流动管内喷射NCl3/He混合气体,观察到了NCl3喷射分解时的红色火焰。测量了火焰光谱并进行了归属,认为该光谱是Cl2(B→X)辐射跃迁。NCl3的喷射自发分解本质上是激波诱导发生的,即分子的动能转化为分子内能而引起的,生成的Cl原子及NCl2自由基与NCl3分子反应,从而得到持续燃烧火焰。实验结果表明了NCl3自发分解反应可代替放电或燃烧作为Cl原子的来源。

Cl/Cl_2/He+HN_3/He反应体系的实验研究(英文)

本文对微波解离Cl_2产生Cl,与HN_3/He的混合气体反应产生的激发态粒子NCl(a^1△)和NCl(b^1∑)进行了实验研究。对NCl(a^1△)和NCl(b^1∑)的荧光光谱进行了测量并对光谱强度沿气流方向的变化趋势以及依赖几种不同气体流量和配比的变化关系进行了研究。给出了NCl(a^1△)和NCl(b^1∑)产生的最佳实验参数及配比关系,并对结果做了讨论.

氢异常辉光放电阴极鞘层区中H_n^+的质谱分析

利用三级差分抽气的分子束质谱装置,对短间隙纯氢异常辉光放电阴极鞘层区中H+n(n=1～3)离子粒种及相对离子流强度与气压、放电电流的关系进行了研究。在133～665Pa氢气压下的放电离子流中,H+占90%以上,其次是H+3,H+2几近为零,且H+与H+3的离子流强度比值随气压升高迅速增加。同一气压下,放电电流在一定范围内变化只是改变总离子流的强度,而不同离子的相对离子流强度改变不大。

氮异常辉光放电中离子成分及能量分子束质谱诊断

利用国内首台三级差分抽空的分子束质谱装置 ,对短间隙氮异常辉光放电阴极鞘层区正离子组分及能量分布进行了诊断研究 .在所研究的实验条件下 (压力 13 3～ 2 79Pa,放电电流 2～ 7m A) ,离子流中主要离子成分是 N+、N+ 2 ,且 N+比 N+ 2 的浓度大 5倍左右 .鞘层区的 N+、N+ 2的能量分布均有一极大值 ,该极值在所研究实验条件下随气压增高而减小 ,随放电电压增大而增大 .

Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材的GTN模型参数标定

分别对取自Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材的9个光滑圆棒试件和18个圆周平滑槽口试件进行单向拉伸试验,获得基本的力学性能参数、荷载—位移曲线和真实的应力—应变曲线.并通过对18个圆周平滑槽口试件的有限元模拟结果与试验数据进行对比,标定得到Q460D高强钢材及对应的ER55-G型焊材的GTN损伤模型参数.利用标定的GTN模型损伤参数对在Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材取材的圆棒试件的断裂点进行预测,验证所标定参数的准确性.并进一步分析初始微孔洞体积比f0、临界微孔洞体积比fc、最大微孔洞体积比fF和形核孔洞体积分数fN四个损伤参数对断裂预测结果的影响.

油田测井用电子脱挂器

油田测井用电子脱挂器，它是将钟机式脱挂器的钟机控制装置改为电子脱挂控制装置，时间控制信号由红外发射器发送给红外接收器，红外接收器的信号经放大整形电路MC放大整形输入单片机，单片机控制电机M转动，电机的轴与脱挂器的推动杆相连接；红外接收器、放大整形电路MC、单片机、电机固定在脱挂器的壳体内。其优点在于：它不会产生偷停、漏停现象使涨卡动作不准。

H_(2)/NF_(3)燃烧火焰荧光光谱分析及温度分布测量

为了研究燃烧驱动DF/HF化学激光器燃烧室内H_(2)/NF_(3)(或D_(2)/NF_(3))的混合燃烧特性,搭建了小型燃烧室平台。采用火焰荧光光谱法对燃烧室内H_(2)/NF_(3)燃烧火焰的形状和温度分布进行了测量和分析,光谱测量结果表明:在紫外可见光谱区域,H2/NF3燃烧火焰的自发光主要由N_(2)(B)、NF(b)、NH(A)等电子激发态分子的辐射跃迁产生,其中N_(2)(B)和NH(A)是燃烧过程中的关键物质成分,其发光强度可以很好地表征火焰燃烧的剧烈程度,可以用于定量测定燃烧火焰的长度;在近红外光谱区域,H_(2)/NF_(3)燃烧火焰自发光的光谱主要由HF(v)振动激发态分子的第一泛频振动转动跃迁谱带组成。利用HF(v=2→v=0)谱带的转动结构强度分布,结合电动平移台,给出了火焰温度沿气流方向的分布情况。考察了气体配比系数(NF_(3)与H_(2)的流量之比)对燃烧火焰温度分布的影响,结果显示:当气体配比系数较小时,燃烧室内气体温度沿气流方向下降得较为平缓;随着气体配比系数逐渐增大,气体温度沿气流方向下降得越来越快。燃烧火焰长度和火焰温度分布测量结果表明,燃烧室内的化学反应可能分为两个过程:一个是H_(2)/NF_(3)剧烈快速燃烧过程,此过程非常快,几乎一混合便立刻燃烧;另一个是过量NF_(3)在高温下的热解离过程,此过程相对较慢,并且温度越低NF_(3)的热解离越慢。因此,当NF3的占比较大时,需要较长的燃烧室滞留时间才能使过量的NF_(3)充分解离为氟原子。

燃烧驱动全气相化学碘激光燃烧室实验研究

以HF基频激光功率大小作为判断依据,对燃烧驱动全气相碘激光的燃烧室参数进行了考察。实验结果表明,在D_2流量为10～20 mmol/s时,相对燃料D_2而言,NF_3过量30%～70%时可以获得较大的F原子流量,而稀释He的加入不利于F原子的生成;加入足够量的DCl,可以实现F原子全部向Cl原子的转变,为燃烧驱动全气相碘激光器提供了稳定的Cl原子源。

燃烧驱动全气相碘激光的小信号增益测试

利用波长可调制的1315 nm二极管激光增益测试系统,对基于HN3反应的D2-NF3-DCl燃烧驱动全气相碘激光进行了小信号增益测试,获得了3×10-5cm-1的小信号增益,并获得了沿流动方向的小信号增益分布情况。正增益的获得,标志着D2-NF3-DCl燃烧驱动全气相碘激光取得了实质性的进展,但就目前的增益水平来讲,进行出光演示尚有一定的困难,需要针对小信号增益进行全面的参数优化,以获得尽可能大的增益信号,而HN3的大流量供给和超音速混合流场的优化是全气相碘激光获得较大增益的关键因素。

纯化学燃烧驱动的HBr化学激光

对以D_2为燃料、NF_3为氧化剂的纯化学燃烧驱动的HBr化学激光进行了研究。抽运反应为H+Br_2→HBr(v≤6,J)+Br,氢原子由F+H_2→HF+H反应提供,氟原子则由D_2/NF_3混合气体燃烧热解生成,激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。对由全反反射镜和部分反射(98%)输出镜组成的稳定腔进行了能量提取,获得了P_2(4)、P_2(5)、P_3(5)和P_3(6)的稳定激光输出,最大激光输出功率为14.3 W。