沿面放電等離子體對(duì)低氣壓超音速氣流場(chǎng)控制的研究.pdf

1、沿面放電等離子體可以較容易地產(chǎn)生均勻的較大面積的等離子體層，在氣流控制應(yīng)用上以其經(jīng)濟(jì)、高效和高可控性引起了各方面的高度關(guān)注，同時(shí)由于沿面放電在空間的延展性使其在材料處理上發(fā)揮重要作用。本文主要研究了沿面等離子體對(duì)低氣壓超音速氣流場(chǎng)控制以及在大氣壓下對(duì)材料表面親水性的改善。其中低氣壓超音速氣流場(chǎng)控制的研究背景是基于抑制高能氧碘化學(xué)激光器光腔內(nèi)邊界氣流過(guò)渡層所引起的擾動(dòng)而展開(kāi)的。
　　由于氧碘化學(xué)激光器內(nèi)復(fù)雜的背景氣體以及壓強(qiáng)的控制范

2、圍，首先，我們?cè)陟o態(tài)流速場(chǎng)下研究了低氣壓沿面放電等離子體在不同工作載氣、不同壓強(qiáng)下的放電現(xiàn)象及電學(xué)特性。發(fā)現(xiàn)He放電在所研究的氣壓范圍內(nèi)比較均勻穩(wěn)定，當(dāng)He以1∶1的比例與O2混合后，放電強(qiáng)度減弱，放電擊穿電壓同比He有所增加。而CO2氣體放電同比He放電的擊穿電壓高很多，當(dāng)二氧化碳以1∶1的比例與O2混合后，放電強(qiáng)度反而增強(qiáng)，放電擊穿電壓同比CO2放電有所減小。
　　在研究低氣壓超音速氣流場(chǎng)條件下對(duì)氣流場(chǎng)控制時(shí)，考慮到氧碘化學(xué)激

3、光器的真實(shí)工況條件，確定使用直流驅(qū)動(dòng)的兩裸露電極共面的沿面放電作為激勵(lì)器。同時(shí)確定了碘熒光法作為氣流場(chǎng)控制效果的表征方法。通過(guò)觀(guān)察實(shí)際氣流控制效果來(lái)確定流動(dòng)控制的可行性。研究結(jié)果表明，在符合氧碘激光器的工作條件下，沿面放電等離子體與氣流場(chǎng)發(fā)生了明顯相互作用。其中，沿面放電等離子體的陰極區(qū)是超音速氣流的主要作用源，陰極板的面積越大，氣流受影響區(qū)域越大，氣流控制效果越明顯;等離子體放電電壓越高，氣流場(chǎng)的流動(dòng)控制效果越顯著。
　　設(shè)計(jì)了

4、大氣壓下沿面放電等離子體發(fā)生器，確定了交流驅(qū)動(dòng)電極共面型的沿面介質(zhì)阻擋放電的方式，并利用此發(fā)生器研究了對(duì)玻璃及高分子材料表面親水性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:等離子體處理時(shí)間較短時(shí)，玻璃及聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate，PET)薄膜表面親水性改善很明顯，聚乙烯(Polyethylene，PE)薄膜次之;在高壓交流電源頻率為10 kHz，輸出電壓的峰峰值為10 kV，處理時(shí)間為5 min時(shí)聚丙烯(Poly