等离子体催化重整CH_(4)/CO_(2)中的等离子体强化表面反应动力学研究

采用实验测量和模拟预测相结合的方法,通过构建详细的机理并开展零维动力学模拟,研究等离子体催化CH_(4)/CO_(2)重整过程中等离子体活性物质对表面反应动力学的强化效应。结果表明:等离子体与催化剂的协同对CH_(4)和CO_(2)的活化转化能力远强于纯等离子体;动力学模型对反应物的消耗和产物的生成具有较好的预测能力;活性自由基与吸附态物质之间的E-R反应具有较高的反应活性,能有效改变并促进表面反应路径,如等离子体强化的E-R反应CH_(3)(s)+O→CH_(3)O(s)的速率比相应的吸附态物质之间的L-H反应CH_(3)(s)+O(s)→CH_(3)O(s)+Ni(s)的速率高4个数量级;等离子体催化CH_(4)/CO_(2)重整过程中的表面反应路径主要以气相物质与表面吸附态物质之间的E-R反应为主。

飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律

为研究飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律,利用考虑电子态密度(DOS)效应的模型计算了电子热容和电声耦合系数随电子温度的演化规律,并与采用QEOS(quotidian equation of state)模型计算结果进行了对比;提出DOS飞秒脉冲激光冲击强化模型,计算得到电子温度、晶格温度、等离子体羽位置时间演化规律和等离子体压力时空演化规律,并与QEOS飞秒脉冲激光冲击强化模型结果进行了对比。结果表明:DOS飞秒脉冲激光冲击强化模型计算得到的等离子体羽位置随时间的演化规律与实验结果吻合程度更好;增加激光能量或功率密度、考虑电子DOS效应会增加电子、晶格温度和等离子体压力。

脉冲激光处理等离子体冲击-空化原理的间接验证和理论应用

提出等离子体冲击-空化双物理效应耦合强化原理,在液体约束脉冲激光冲击中空化效应存在的合理性有待证实。选择XRD测试方法和较易获得衍射峰的304不锈钢,定量检测和表征单脉冲激光作用区域的残余应力分布。试验结果与文献分析表明,激光冲击强化的不同工艺条件导致等离子体冲击与空化两种应力效应的强度匹配不同,无涂层飞秒激光冲击应力效应的主要来源是空化效应。激光脉冲宽度以及吸收层和约束层等工艺参量的实际作用影响或决定脉冲激光表面处理的材料改性原理。

面向等离子体钨基材料热负荷损伤研究进展

在核聚变反应堆运行过程中,面向等离子体钨基材料需要承受住一定次数稳态和瞬态热负荷的冲击而不发生开裂、熔化等损伤,因此改善面向等离子体钨基材料的力学性能及高温稳定性是极其重要的,主要手段包括合金强化、弥散强化、纤维增韧、第二相强化、复合强化等。本文分析了合金强化、弥散强化等改性手段对钨基材料热负荷损伤行为的影响,总结了各种强化手段的优势和不足,并对面向等离子体掺杂钨基材料热负荷损伤行为进行了展望。

微流控等离子体:新型过程强化技术

作为一种新型高效的过程强化技术,微流控等离子体具备微流控及等离子体技术优势,能够提高反应过程的均一性及稳定性,控制反应接触界面,在增加活性物质的密度的同时避免物种的快速猝灭。介绍了微流控等离子体中的活性组分及相应的表征手段,归纳了几种反应器结构并对比了优缺点。系统阐述了微流控等离子体过程强化技术在化学合成、表面改性、材料制备、污染物检测和生物医学领域中的应用,并立足于当前研究现状对该技术的发展趋势进行讨论与展望。

基于交替吸附-低温等离子体强化催化的苯系物净化综合实验平台

室内空气中的苯系物对人体健康危害大。该文研制了基于吸附、催化和低温等离子体技术的净化室内苯系物的综合实验平台,平台由吸附/催化双功能材料模块、低温等离子体发生器、风道系统和控制系统构成,可长时间连续净化低浓度苯系物,实现吸附/催化材料的原地再生和无O_(3)二次污染的绿色目标。该平台提高了大气污染控制工程、环境综合实验等实验课程的高阶性、创新性、挑战度,有助于培养学生创新思维和解决实际工程问题的综合能力。

等离子体多相反应器基础研究和过程强化

等离子体是物质第四态,其中大量高能活性粒子的存在,使得等离子体强化的化学反应过程展示出特殊外场作用下的非常规行为。一方面,等离子体提供的高活性环境,可以从原子/分子尺度大大强化化学反应过程,特别是实现非常规条件下的反应;另一方面,等离子体的特有性质,在介观尺度改变了相间接触行为,形成区别于常规多相流的独特的流体力学、传递和反应特性。本文概述了将低温等离子体的理化特性与多相反应过程集成,所形成的相关基础研究和低温等离子体反应器的工业发展,包括热等离子体煤制乙炔,冷等离子体气固催化、氯化聚氯乙烯合成以及气液等离子体反应过程。

等离子体表面强化技术在模具中的应用

介绍了离子注入、等离子体镀膜技术和等离子化学热处理等现代表面强化技术的工艺原理、技术特点和在模具中的应用,结果表明,能显著提高模具的使用寿命。

等离子体在零件表面强化与改性中的应用

离子注入与沉积技术在诸多领域有着广泛的应用。文章主要介绍微波ECR与MEVVA等离子体源及其相关设备的工艺特点 ,同时也介绍了它们在材料表面改性等方面的一些实际应用情况。

等离子体弧金属表面强化处理的数值模拟

给出了用有限元方法对金属材料等离子体弧金属表面强化处理过程数值模拟的数学模型。模型考虑了工件材料的热物理性质随温度的变化以及处理参数的影响。根据模型可以得出工件横截面的温度分布图像，可以预测强化处理的相变硬化层深度和硬化带形状，并可以据此优化强化处理的参数选择。通过与实验值的对比，验证了模型计算的合理性。

等离子体表面改性技术的发展

主要论述了等离子体技术在金属材料表面强化中的应用研究现状和发展趋势 。

等离子体表面熔覆Fe-Cr-Si-B涂层的显微组织与溶质分布

用常压弧光等离子体在 45 #钢表面熔覆Fe Cr Si B粉末涂层 ,采用电子探针、透射电镜、X射线衍射仪及显微硬度计对熔覆层的成分、组织、结构及性能进行了分析。结果表明 :熔覆层由A(Me) +F(Me) +Me2 3C6等组成 ,且A与Me2 3C6保持共格关系 ,F与Me2 3C6保持位向平行关系 ;熔覆层中B、C、Fe成分分布较均匀 ,Ce存在明显的波峰 ,表明有Ce存在 ;Cr存在界面“梯度扩散层” ;显微硬度在HV0 .0 570 0左右。A、F良好的强韧性 ,M2

碰撞池反应-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定出口食品营养强化剂中的26种元素

采用碰撞池反应-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法建立了11种营养强化剂中26种元素的He碰撞反应池模式下的全定量检测方法。考察了不同的样品处理方式及样品称样量对分析过程的影响,比较了普通模式和He碰撞反应池模式的优缺点。实验结果表明,对于易溶性营养强化剂可以采用直接酸溶液溶解进样方式,且定容体积为10 mL时有机强化剂称样量控制在0.20 g、无机强化剂称样量控制在0.10 g以下时基体干扰较小,可得到满意的测定结果。各元素加标回收率在81.0%~110%,相对标准偏差(RSD)为2.1%~5.4%,可实现对26种元素一次性测定,为河北辖区出口营养强化剂提供分析方法和风险监控分析依据。

丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧

在总结国外关于丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧现状的基础上,分析了丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的特点.基于等离子体点火强化超声速燃烧的基本原理,设计了4种丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的电极布置方案,凹槽式燃烧室强化燃烧方案、平板式单排纵向放电强化燃烧方案、平板式双排横向放电强化燃烧方案和平板式多排纵向放电强化燃烧方案.对每种方案的优缺点进行了分析;设计了丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的放电特性试验系统,并进行了初步的放电试验.

非平衡等离子体燃烧强化

为了引起我国对非平衡等离子体燃料强化技术研究的重视并促进该技术的发展,介绍了脉冲电晕放电和介质阻挡放电产生的非平衡等离子体对燃料或者可燃混合气活化作用的基本原理和特点,综述了国内外研究现状,并展望了其应用前景。

激光冲击强化过程中蒸气等离子体压力计算的耦合模型

首先基于系统能量守恒条件,提出了一种计算蒸气等离子体压力的一维耦合计算模型。模型中不仅考虑了蒸气等离子体界面压力与质点速度的非线性效应,同时也考虑了界面烧蚀所致的运动速度,将蒸气等离子体的膨胀与约束介质的变形耦合。在耦合模型的基础上,采用显式差分计算程序与显式有限元计算程序LS-DYNA互相迭代求解的方法,对不同激光功率密度分布下的蒸气等离子体压力进行了计算。结果表明,计算结果与实验测量结果具有很好的一致性,证明了计算模型的合理性。

常压等离子体表面渗扩技术研究

分析了现有等离子体渗扩技术的研究现状,提出了常压介质阻挡强放电等离子体渗扩技术的概念,说明了这种常压等离子体渗扩技术的原理和特点,并进行了一些理论分析和计算。设计了常压介质阻挡强放电等离子渗扩技术的试验装置,在此基础上进行了初步试验研究。结果表明了常压等离子体渗扩技术渗速快,突破了现有等离子渗扩技术的真空限制,有可能成为一种有前途的金属表面渗扩技术。

大气压介质阻挡放电等离子体强化克雷伯氏菌发酵的研究

大气压空气介质阻挡放电等离子体作为一种新型强化微生物发酵方法,用于克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇。采用气相色谱法检测1,3-丙二醇浓度;用紫外-可见分光光度计检测代谢关键酶活性;采用荧光分光光度计检测细胞膜通透性。考察不同等离子体处理时间对克雷伯氏菌接种体在2%、4%和6%甘油浓度种子培养基中揺瓶发酵的影响。结果表明,等离子体处理4 min接种体在6%甘油浓度种子培养基中揺瓶发酵,1,3丙二醇浓度达到最大值17.2 g?L-1,比对照组提高89%(9.1g?L-1)。甘油脱氢酶比活性0.19 U?mg-1,甘油脱水酶比活性10.9 U?mg-1,1,3-丙二醇氧化还原酶比活性0.65 U?mg-1,比对照组(0.04,9.2和0.09 U?mg-1)分别提高4.8倍,18%和7倍。6%甘油浓度间歇发酵,等离子体组1,3-丙二醇浓度和生产强度分别为24.6 g?L-1和1.23 g?(L?h)-1,均比对照组提高56%;转化率0.54 mol?mol-1,与对照组相近(0.53 mol?mol-1)。在间歇发酵过程中,等离子体处理组菌体细胞膜通透性显著高于对照组。4%甘油浓度批式流加发酵,等离子体组1,3-丙二醇浓度46.9 g?L-1,转化率0.50 mol?mol-1,生产强度1.51 g?(L?h)-1,转化率和生产强度分别比对照组提高14%和40%。上述结果表明,大气压介质阻挡放电等离子体可以提高克雷伯氏菌生产1,3-丙二醇能力。

滑动弧等离子体强化燃烧技术在航空发动机中的研究进展

滑动弧等离子体强化燃烧技术是一种新型的强化燃烧技术。从航空发动机燃烧室点熄火边界拓宽的需求出发,阐述了滑动弧强化燃烧的基本原理,分析了滑动弧等离子体通过化学效应和热效应2个方面强化燃烧的作用机制,介绍了滑动弧等离子体强化燃烧技术应用于航空发动机的潜在优势。从放电特性、数值仿真、强迫雾化和强化燃烧4个方面,分析了滑动弧强化燃烧的研究现状。针对滑动弧等离子体强化航空发动机燃烧技术的技术特点,给出了3种自由轨道式3维旋转滑动弧强化燃烧方案和1种固定轨道式滑动弧强化燃烧方案。以燃油喷嘴和文氏管放电方案为例,给出了旋转滑动弧强化燃烧的试验验证结果。对滑动弧等离子体强化燃烧技术在航空发动机上的实际应用进行了总结和展望。

脉冲-爆炸等离子体工艺对M2高速钢表面改性的实验研究

利用脉冲爆炸-等离子体(Pulse Detonation-Plasma Technology,PDT)技术对M2高速钢进行了表面改性处理,利用SEM、XRD分析PDT处理前后M2高速钢的表层组织和相结构的影响,采用显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了PDT处理前后M2高速钢的显微硬度、耐磨性能的变化。结果表明:在PDT处理后,M2高速钢表面改性层内发生了马氏体向奥氏体的相转变,在表面层的残余奥氏体量随着距离的减小增加。在PDT处理过程中,M2高速钢的表面先发生光滑化,然后出现大量火山状熔坑,这是由于PDT处理过程中能量周期性导致表面热不稳定性造成的。改性层厚度随着距离的减小而逐渐增加,改性层组织细小致密,碳化物颗粒细小且分布均匀;改性层内显微硬度明显提高,耐磨性能提高2.48倍。