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Design and characteristics of a new type laminar plasma torch for materials processing
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作者 曹修全 陈林 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第1期24-32,共9页
Laminar plasma jet(LPJ)generated by laminar plasma torch(LPT)has a favorable temperature and velocity distribution.Thus,it is superior to the turbulent plasma jet in material processing.However,most of the reported LP... Laminar plasma jet(LPJ)generated by laminar plasma torch(LPT)has a favorable temperature and velocity distribution.Thus,it is superior to the turbulent plasma jet in material processing.However,most of the reported LPTs usually operate at a relatively low output power with a relatively low arc voltage and thermal efficiency,which limits its capabilities.In this context,this paper attempts to design a new type of high-power LPT with a relatively low arc current and a high thermal efficiency.In the first section,the design principle of the main components is studied and discussed in detail,and a new high-power LPT is proposed.Then,the experimental characteristics of the proposed high-power LPT are examined.Experimental results reveal the following characteristics of the proposed LPT.(1)The max jet length of the proposed LPT reaches at 540 mm.(2)Its mean arc voltage is higher than 290 V when the LPT works with arc currents lower than 200 A.leading to an output power greater than 50 kW.(3)The mean thermal efficiency is higher than 509f.Lastly,the proposed LPT has been applied to spheroidize the aluminum oxide powers.The experiment results for the production of spherical powders show that the proposed LPT hits a good characteristic for material processing. 展开更多
关键词 laminar plasma torch design principles high arc voltage with a low arc current spheroidisation
热喷涂制备铁基非晶涂层耐腐蚀性能的研究进展 预览
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作者 魏新龙 朱无言 +2 位作者 朱德佳 吴多利 张超 《南京工业大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2020年第1期1-8,共8页
非晶合金微观结构长程无序、短程有序,使之具有高强度、高硬度以及优异的耐腐蚀性能,展示出非晶合金在腐蚀领域中广阔的应用前景。由于非晶合金的形成需要极大的冷却速率且受到制备技术的约束,因而难以加工出形状尺寸较大的非晶合金。... 非晶合金微观结构长程无序、短程有序,使之具有高强度、高硬度以及优异的耐腐蚀性能,展示出非晶合金在腐蚀领域中广阔的应用前景。由于非晶合金的形成需要极大的冷却速率且受到制备技术的约束,因而难以加工出形状尺寸较大的非晶合金。为了克服这一难题和扩大其应用领域,利用热喷涂技术具备效率高、喷涂材料范围广、涂层耐腐蚀性能好等优点将非晶合金制备成非晶涂层。非晶涂层是一种既高效又经济的防腐措施,其中铁基非晶涂层因其价格低廉和优异的耐腐蚀性能而受到学者们的广泛关注。制备铁基非晶涂层的热喷涂方法颇多,本文着重介绍等离子喷涂、超声速火焰喷涂和电弧喷涂3种喷涂技术。阐述铁基非晶涂层的制备原理、工艺和涂层结构特点,并综述了这3种技术制备的铁基非晶涂层电化学腐蚀及高温腐蚀性能的研究进展,提出提高热喷涂铁基非晶涂层耐腐蚀性能的方法,并展望铁基非晶涂层的耐腐蚀性能研究前景。 展开更多
关键词 热喷涂 铁基非晶合金涂层 耐腐蚀性能 等离子喷涂 超声速火焰喷涂 电弧喷涂
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不同工艺参数对高硬度铁粉等离子弧增材熔覆的影响 预览
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作者 刘艳 张林杰 张建勋 《精密成形工程》 2020年第1期14-19,共6页
目的优化马氏体不锈钢等离子弧增材熔覆工艺。方法利用等离子热源在300M表面对新型高硬度铁粉的增材熔覆工艺进行研究。基于三因素三水平熔覆工艺的正交试验,研究在大温度梯度熔覆环境下,等离子弧电流、焊枪移动速度及送粉速率对单道金... 目的优化马氏体不锈钢等离子弧增材熔覆工艺。方法利用等离子热源在300M表面对新型高硬度铁粉的增材熔覆工艺进行研究。基于三因素三水平熔覆工艺的正交试验,研究在大温度梯度熔覆环境下,等离子弧电流、焊枪移动速度及送粉速率对单道金属熔池的非平衡凝固组织的影响机制,综合考虑单道焊道宏观形貌、成形尺寸及稀释率,确定增材熔敷的电流、焊枪移动速度及送粉速率;在此基础上,基于多道单层及单道多层熔覆的宏观形貌及拉伸性能,确定多道多层增材熔覆的搭接率及熔覆工艺。结果在电流为140~180 A、移动速度为20~30 cm/min和送粉速率为20~30 r/min的工艺窗口内,电流对焊道的稀释率有较大影响,送粉速率次之;送粉速率对高宽比的影响最大,扫描速度次之。结论当电流大小为140 A,送粉速率为30 r/min,扫描速率为30 cm/min时,单道单层焊道的稀释率及宽高比最小,热影响区晶粒尺寸较小,叠加率为40%时,熔覆层表面平整度较高。 展开更多
关键词 等离子弧 高硬度铁粉 熔覆工艺 稀释率 正交试验
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Fluctuation of arc plasma in arc plasma torch with multiple cathodes
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作者 张泽龙 王城 +1 位作者 孙强 夏维东 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第9期276-281,共6页
Fluctuation phenomena commonly exist in arc plasmas, limiting the application of this technology.In this paper,we report an investigation of fluctuations of arc plasmas in an arc plasma torch with multiple cathodes.Ti... Fluctuation phenomena commonly exist in arc plasmas, limiting the application of this technology.In this paper,we report an investigation of fluctuations of arc plasmas in an arc plasma torch with multiple cathodes.Time-resolved images of the plasma column and anode arc roots are captured.Variations of the arc voltage, plasma column diameter, and pressure are also revealed.The results indicate that two well-separated fluctuations exist in the arc plasma torch.One is the high-frequency fluctuation(of several thousand Hz), which arises from transferring of the anode arc root.The other is the low-frequency fluctuation(of several hundred Hz), which may come from the pressure variation in the arc plasma torch.Initial analysis reveals that as the gas flow rate changes, the low-frequency fluctuation shows a similar variation trend with the Helmholtz oscillation.This oscillation leads to the shrinking and expanding of the plasma column.As a result, the arc voltage shows a sinusoidal fluctuation. 展开更多
关键词 ARC FLUCTUATION ARC plasma HELMHOLTZ oscillation ANODE ARC root MULTIPLE cathodes
Characteristics of non-thermal AC arcs in multi-arc generator
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作者 林启富 赵彦君 +5 位作者 段文学 倪国华 靳兴月 隋思源 谢洪兵 孟月东 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第12期255-267,共13页
To obtain large-volume non-thermal arc plasma(NTAP), a multiple NTAP generator with three pairs of electrodes has been developed. The arc plasma characteristics, including dynamic process, spatial distribution, and ro... To obtain large-volume non-thermal arc plasma(NTAP), a multiple NTAP generator with three pairs of electrodes has been developed. The arc plasma characteristics, including dynamic process, spatial distribution, and rotation velocity in the discharge zone, were investigated by high speed photograph and image processing methods. The results showed that the dynamic behaviors and spatial distribution of the arc plasma were strongly related to the electrode configuration.A swirl flow of multi-arc plasma was formed by adjusting the electrode configuration, and a steady luminance area was clearly observed in the center of the discharge zone. Moreover, the size of the luminance area increased by decreasing the gas flow rate. The electrical connection in series could be formed between/among these arc columns with their respective driving power supplies in the multi-arc dynamic evolution process. An approximately periodical process of acceleration and deceleration of the arc rotation velocity was observed in the multi-arc generator with swirl flow configuration. In general, the mean velocity of arc rotation was higher in the multi-arc generator with swirl flow configuration when a pair of electrodes driven by a power supply were opposite to each other rather than adjacent. 展开更多
关键词 CHARACTERISTICS multiple arc plasma multi-arc generator non-thermal arc
等离子体炬电弧放电热膨胀不稳定性分析 预览
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作者 任琼英 赵晶晶 +3 位作者 丁亮 郑慧奇 唐振宇 赵华 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第3期340-346,共7页
针对层流电弧中的不稳定性以及电弧脉动的起因,利用简化的一维放电模型,分析了稳态放电非转移弧层流等离子体射流的放电热膨胀不稳定性表现为射流周期性震荡的宏观性质,提出电弧放电室进气流初始定向流速增加能够抑制等离子体炬射流放... 针对层流电弧中的不稳定性以及电弧脉动的起因,利用简化的一维放电模型,分析了稳态放电非转移弧层流等离子体射流的放电热膨胀不稳定性表现为射流周期性震荡的宏观性质,提出电弧放电室进气流初始定向流速增加能够抑制等离子体炬射流放电不稳定性的发展。放电热膨胀不稳定性发生的主要机制是:由于放电气体密度的随机涨落与电场加热气体功率的反相关变化,导致电弧放电通道内温度高的区域随着加热功率的增加而正反馈增加,由此导致电弧放电热膨胀不稳定;放电气体的定向流速度为射流增加的一项动压与密度变化成正比,导致放电热膨胀不稳定性的发展具有阈值限制;增加定向流速度能够抑制放电热膨胀不稳定性。 展开更多
关键词 等离子体炬 电弧放电 放电热膨胀不稳定性 射流核心脉动
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Applications of two electric arc plasma torches for the beneficiation of natural quartz 预览
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作者 Yuri-Mikhailovich Grishin Long Miao +2 位作者 Lev-Alekseevich Borisov Nikolay-Mikhailovich Serykh Alexey-Yurievich Kulagin 《矿物冶金与材料学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期267-273,共7页
Experimental beneficiation processes of quartz concentrate in arc plasma torches of two different types and electric powers were studied. An emission scanning electron microscope and a universal laser analyzer were us... Experimental beneficiation processes of quartz concentrate in arc plasma torches of two different types and electric powers were studied. An emission scanning electron microscope and a universal laser analyzer were used to investigate the structures as well as the size distributions of grains and microparticles. Inductively coupled plasma–mass spectrometry was used to determine the chemical compositions of nonstructural solid-phase mineral impurities in quartz concentrate. Results related to the modified grains’ structure and size distribution, the compositions of impurities, and the gas–liquid inclusions in the quartz concentrate were investigated. The total impurities concentrations in the processed grains were found to satisfy the IOTA-STD standard (industry standard for grading high quality fused quartz products). The optimal condition (i.e., the optimal specific plasma enthalpy) for the production of high-purity quartz in arc plasma torches was found to depend on the geological-genetic type and the structural and textural features (i.e., chemical composition and gas–liquid inclusions) of the quartz concentrate. 展开更多
关键词 LOW-TEMPERATURE PLASMA BENEFICIATION high PURITY QUARTZ arc PLASMA TORCH IOTA-STD standard
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横向磁场下真空电弧运动形态三维重构研究
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作者 李奕 王振兴 +3 位作者 刘志远 耿英三 王建华 孙丽琼 《真空电子技术》 2019年第5期14-20,46共8页
真空断路器是一种广泛应用于中压电力系统的电力设备。为了可靠切除系统短路电流,往往需要在故障电流的开断过程中通过磁场控制技术保证真空电弧处于特定模式下,为此在真空断路器中引入纵向磁场触头和横向磁场触头。最近研究发现横向磁... 真空断路器是一种广泛应用于中压电力系统的电力设备。为了可靠切除系统短路电流,往往需要在故障电流的开断过程中通过磁场控制技术保证真空电弧处于特定模式下,为此在真空断路器中引入纵向磁场触头和横向磁场触头。最近研究发现横向磁场触头在开断直流负载时能够加速电流零后金属蒸气的扩散,因而受到了研究者的重视。然而横向磁场触头下的电弧往往处于高速运动的不稳定状态,无法通过高速相机从单一方向获取电弧的完整信息,需要引入一种新的诊断方法来获得电弧的完整三维形态信息。本文提出了滤波反投影代数重建联合三维重构算法对电弧的分布进行三维重构,这种算法相比于代数重建法其重构精度更高,收敛速度也更快,并且使用一种多角度成像装置拍摄了真空电弧在横向磁场驱动下的二维灰度图像信息,使用联合算法将所拍摄的灰度图像信息进行三维重构,获得了横向磁场驱动下真空电弧的三维形态,并对三维电弧形态进行分析,获得了真空电弧在横向磁场驱动下运动和形态的变化规律。 展开更多
关键词 等离子体 三维重构 真空电弧 横向磁场
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热等离子体裂解甲烷制乙炔过程的数值模拟 预览
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作者 李天阳 安航 +3 位作者 李岳 REHMET Christophe 程炎 程易 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3572-3582,共11页
针对热等离子体甲烷裂解过程,建立了直流电弧反应器的数值模型,使用磁流体力学理论对反应器内的电弧和流场进行数值模拟,考察了电弧运动变化的规律和射流场特点,并分别耦合热力学平衡模型和宏观动力学模型探索了裂解反应的特点及其与电... 针对热等离子体甲烷裂解过程,建立了直流电弧反应器的数值模型,使用磁流体力学理论对反应器内的电弧和流场进行数值模拟,考察了电弧运动变化的规律和射流场特点,并分别耦合热力学平衡模型和宏观动力学模型探索了裂解反应的特点及其与电弧的相互影响关系。结果表明反应器内电弧做规律运动和形态变化,惰性无反应气氛下电弧形态变化不显著,运动平稳。放电区发生反应时,一方面气体的组成及热力学性质发生迅速变化,气体放电特性受到影响,等离子体的稳定性下降,化学反应是等离子体不稳定性的重要来源。另一方面,反应和扩散的特征时间小于电弧运动变化的特征时间,各物质在空间的分布较为均匀,受温度场非均匀性的影响较小,模拟的甲烷转化率和乙炔收率与实验结果相近。本工作尤其是等离子体物理模型与甲烷裂解化学反应模型的耦合,为理解热等离子体裂解相关过程提供了直接的帮助和指导。 展开更多
关键词 甲烷 乙炔 热等离子体 电弧稳定性 磁流体力学
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316L不锈钢等离子增材制造工艺与尺寸预测模型研究
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作者 杨永强 翁昌威 +2 位作者 周权 宋长辉 陈杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期31-38,共8页
以316L不锈钢粉末为成形材料,通过单因素法研究工艺参数对单层单道焊道尺寸的影响,结果表明送粉速度为5~12 g/min,堆覆速度为300~600 mm/min,堆覆电流在30~50 A为成型质量较好的工艺窗口。通过设计二次通用旋转组合试验,建立一个基于二... 以316L不锈钢粉末为成形材料,通过单因素法研究工艺参数对单层单道焊道尺寸的影响,结果表明送粉速度为5~12 g/min,堆覆速度为300~600 mm/min,堆覆电流在30~50 A为成型质量较好的工艺窗口。通过设计二次通用旋转组合试验,建立一个基于二次回归方程的直臂体尺寸预测模型,输入层为成型工艺中的堆覆电流、堆覆速度、送粉速度,输出层为的宽度和层高。模型得到各参数影响尺寸显著度较高的回归方程,并表明对宽度的影响程度顺序为:堆覆电流>送粉速度>堆覆速度,对层高的影响顺序为:送粉速度>堆覆电流>堆覆速度。采用两组直臂体试验验证模型的准确性并进行力学性能测试,试验结果与预测值的误差均在5%以内,表明模型预测效果较好。并进行力学性能分析,样件拉伸强度达到了560 MPa以上较铸造件的480 MPa有明显提高。 展开更多
关键词 等离子 增材制造 工艺 二次通用旋转组合 尺寸预测模型
大功率斩波电源的高频振荡分析 预览
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作者 初蕊 陈元初 +3 位作者 蔡宇峰 李超 涂绍平 甘幸 《船电技术》 2019年第6期17-19,共3页
大功率斩波等离子弧电源在基于IGBT斩波的超高系统集成频率下会产生较大的电压谐振导致熄弧,解决输出侧直流电压高频振荡提高输出电压特性,是一个技术难题。本文以某等离子弧电源项目为基础进行建模分析,进行仿真和试验验证。表明精确... 大功率斩波等离子弧电源在基于IGBT斩波的超高系统集成频率下会产生较大的电压谐振导致熄弧,解决输出侧直流电压高频振荡提高输出电压特性,是一个技术难题。本文以某等离子弧电源项目为基础进行建模分析,进行仿真和试验验证。表明精确增加多级高频滤波电容即可有效改善高频谐振问题。 展开更多
关键词 斩波电源 高频振荡 等离子弧
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等离子弧表面淬火实际硬化深度的工程计算 预览
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作者 王硕桂 《机械研究与应用》 2019年第1期48-50,54共4页
通过综合分析等离子弧作用金属表面的传热过程,并结合等离子弧表面淬火硬化区域温度场特点和等离子弧热源分布规律,建立了等离子弧表面淬火过程中,根据现场可测量的实际硬化宽度计算实际硬化深度的工程计算方法,且工程计算结果与实验结... 通过综合分析等离子弧作用金属表面的传热过程,并结合等离子弧表面淬火硬化区域温度场特点和等离子弧热源分布规律,建立了等离子弧表面淬火过程中,根据现场可测量的实际硬化宽度计算实际硬化深度的工程计算方法,且工程计算结果与实验结果吻合较好。依据已建立的工程计算方法,讨论了热源移动速度和硬化宽度的变化对实际硬化深度的影响规律,结果表明硬化深度随热源移动速度的变化关系为指数关系,硬化深度与硬化宽度的关系为二次函数变化关系。 展开更多
关键词 等离子弧 表面淬火 实际硬化宽度 实际硬化深度 工程计算方法
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热等离子体处理危险废物近零排放技术
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作者 杜长明 蔡晓伟 +2 位作者 余振棠 宋春莲 俞哲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2999-3012,共14页
固体废物污染(尤其是危险废物)是全球特别是我国当前面临的最为突出的环境问题之一,热等离子体处理技术可为这些废物的合理处置提供高效安全的解决方法。文中简要介绍了等离子体炬和等离子体工艺技术的分类、异同点以及现状,在此基础上... 固体废物污染(尤其是危险废物)是全球特别是我国当前面临的最为突出的环境问题之一,热等离子体处理技术可为这些废物的合理处置提供高效安全的解决方法。文中简要介绍了等离子体炬和等离子体工艺技术的分类、异同点以及现状,在此基础上,就热等离子体在医疗垃圾、电镀污泥、废石棉、废旧武器弹药、含氯废物、垃圾焚烧飞灰、电子废物和中低放射性固体废物等领域的研究展开了综述,包括典型工艺、机制原理及相关研究现状。最后,总结了热等离子体处理危险废物无害化、资源化的近零排放潜力,分析了存在的问题和可能的发展方向。可以预见热等离子体技术将是危险废物行业一个重要的发展趋势。 展开更多
关键词 热等离子体 电弧放电 危险废物 固体废物 近零排放技术
钛表面激光重熔Al/Ni组合涂层的组织及其抗氧化性能 预览
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作者 贾倩倩 李德元 +2 位作者 王进 张楠楠 赵文珍 《钛工业进展》 CAS 北大核心 2019年第4期7-12,共6页
利用等离子喷涂及电弧喷涂工艺在工业纯钛表面制备Al/Ni组合涂层,并对涂层进行激光重熔处理,使涂层之间、涂层与基体之间发生冶金反应,从而得到与基体有一定结合强度的NiAl金属间化合物涂层。研究了重熔前后涂层的微观组织及NiAl金属间... 利用等离子喷涂及电弧喷涂工艺在工业纯钛表面制备Al/Ni组合涂层,并对涂层进行激光重熔处理,使涂层之间、涂层与基体之间发生冶金反应,从而得到与基体有一定结合强度的NiAl金属间化合物涂层。研究了重熔前后涂层的微观组织及NiAl金属间化合物的形成机理,并对经重熔处理后的Al/Ni/Ti试件及纯钛试件进行了800℃/60h高温氧化试验,讨论了涂层经高温氧化后的微观组织及其对钛材抗高温氧化性能的影响与防护机理。研究表明,Ni/Al涂层经激光重熔处理后,重熔反应区由多量的靠近原Al涂层的呈等轴晶状的Ni2Al3相以及少量的靠近尚未发生冶金反应的Ni涂层的呈树枝晶状的NiAl相组成。重熔处理后的涂层经高温氧化后,Ni2Al3相的含量有所减少且结构疏松,而NiAl相则稳定存在并最终形成了具有一定厚度的区域。激光重熔处理后的Ni/Al组合涂层对Ti基体起到了较好的抗高温氧化作用。 展开更多
关键词 等离子喷涂 电弧喷涂 激光重熔 NIAL金属间化合物 高温氧化
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电弧及辉光微等离子体大气压取样的发射光谱研究 预览
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作者 段正超 张天亮 +3 位作者 梁春霞 何锋 赵高 欧阳吉庭 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1935-1939,共5页
在线化学分析需要实现开放环境下的样品取样和电离/激发。相比于激光切削或者激光诱导击穿,大气压微等离子体系统结构简单,更利于小型化。因而基于大气压微等离子体的在线化学分析技术引起行业的广泛关注。为了确定合适的微等离子体源... 在线化学分析需要实现开放环境下的样品取样和电离/激发。相比于激光切削或者激光诱导击穿,大气压微等离子体系统结构简单,更利于小型化。因而基于大气压微等离子体的在线化学分析技术引起行业的广泛关注。为了确定合适的微等离子体源进行样品的在线元素检测,需要进一步了解各放电模式及工作参数下微等离子体的自身特性以及取样效果。该工作主要研究了电弧及辉光放电微等离子体在大气压下对样品铁取样发射光谱的特性。实现了在开放环境下对高熔点金属样品的在线检测,并发现电弧放电微等离子体与光谱分析源联用具有更高的取样效率。高采样效率的电弧放电微等离子体源为实现金属及难解离样品的检测提供了一种新的方法。同时,相较于传统的取样装置,避免了复杂的样品制备、样品传输过程。实验装置采取简单的针对板放电结构,分别利用高压脉冲电源、直流电源获得电弧放电和辉光放电。实验的结果表明,在放电功率近似相等的条件下,电弧放电产生的微等离子体对样品铁取样的光学发射谱中,样品元素的特征谱线占据主导地位,同时伴随有空气中氮气的谱线,而且铁离子(FeⅡ)谱线的相对强度显著高于氮气分子谱线的相对强度。而在直流辉光放电中,样品铁原子(FeⅠ)谱线相对强度非常不明显。由此说明,电弧放电产生的微等离子体具有更高的采样效率。放电在样品表面留下的溅射坑也得出了相同的结论。增加辉光放电电流到25mA,发现样品元素铁的谱线仍然没有明显的增强。同时,也研究了采样间距对两种采样模式的影响。实验结果表明,间距对两种模式的采样光谱没有显著的影响。采用主要成分为铝的合金铝箔进行了上述对比实验,得出相同的结论,即电弧放电微等离子体更适合作为光谱分析源来实现对金属样品的实时快速 展开更多
关键词 发射光谱 微等离子体 电弧放电 辉光放电 大气压取样
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带压燃气环境下等离子弧切割技术可行性研究 预览
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作者 胡义勇 李夏喜 +3 位作者 李松 梁文虎 李卓威 万荣晖 《煤气与热力》 2019年第5期10037-10039,10046共4页
提出一种带压燃气环境下等离子弧切割技术,设计带压燃气环境下等离子弧切割试验方案,进行带压燃气管道开孔切割作业可行性试验。通过氮气和天然气的混合气体模拟带压燃气环境,燃气压力占比从0%,间隔10%,递增至100%。试验结果表明,不同... 提出一种带压燃气环境下等离子弧切割技术,设计带压燃气环境下等离子弧切割试验方案,进行带压燃气管道开孔切割作业可行性试验。通过氮气和天然气的混合气体模拟带压燃气环境,燃气压力占比从0%,间隔10%,递增至100%。试验结果表明,不同燃气压力占比的混合气体环境下等离子弧切割试验均顺利完成,试验工件割口均匀光滑,证明在带压燃气环境下,采用等离子弧切割技术进行开孔切割是可行的。文末附带压燃气环境下等离子弧切割试验视频,可扫二维码观看。 展开更多
关键词 带压燃气环境 等离子弧 切割技术 燃气压力占比
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Numerical simulation and analysis of lithium plasma during low-pressure DC arc discharge
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作者 邬润辉 柴忪 +2 位作者 刘佳琪 从拾源 孟刚 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期16-21,共6页
Alkali metal DC arc discharge has the characteristics of easy ionization,low power consumption,high plasma temperature and ionization degree,etc,which can be applied in aerospace vehicles in various ways.In this paper... Alkali metal DC arc discharge has the characteristics of easy ionization,low power consumption,high plasma temperature and ionization degree,etc,which can be applied in aerospace vehicles in various ways.In this paper,we calculate the physical property parameters of lithium vapor,one of the major alkali metals,and analyze the discharge characteristics of lithium plasma with the magnetohydrodynamic(MHD)model.The discharge effects between constant current and voltage sources are also compared.It is shown that the lithium plasma of DC arc discharge has relatively high temperature and current density.The peak temperature can reach tens of thousands of K,and the current density reaches 6 x 107 A m 2.Under the same rated power,the plasma parameters of the constant voltage source discharge are much higher than those of the constant current source discharge,which can be used as the preferred discharge mode for aerospace applications. 展开更多
关键词 DC DISCHARGE LITHIUM PLASMA NUMERICAL simulation LOW-PRESSURE ARC
Wear Properties of Plasma Transferred Arc Fe-based Coatings Reinforced by Spherical WC Particles
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作者 FAN Li DONG Yaohua +2 位作者 CHEN Haiyan DONG Lihua YIN Yansheng 《武汉理工大学学报:材料科学英文版》 SCIE EI CAS 2019年第2期433-439,共7页
Fe-based coatings reinforced by spherical WC particles were produced on the 304 stainless steel by plasma transferred arc(PTA) to enhance the surface wear properties. Three different Fe/WC composite powder mixtures co... Fe-based coatings reinforced by spherical WC particles were produced on the 304 stainless steel by plasma transferred arc(PTA) to enhance the surface wear properties. Three different Fe/WC composite powder mixtures containing 0 wt%, 30 wt%, and 60 wt% of WC were investigated. The microstructure and phase composition of the Fe/WC composite PTA coatings were evaluated systemically by using scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffraction(XRD). The wear properties of the three fabricated PTA coatings were investigated on a BRUKER UMT TriboLab. The morphologies of the worn tracks and wear debris were characterized by using SEM and 3 D non-contract profiler. The experimental results reveal that the microhardness on the cross-section and the wear resistance of the fabricated coatings increase dramatically with the increasing adding WC contents. The coating containing 60 wt% of WC possesses excellent wear resistance validated by the lower coefficients of friction(COF), narrower and shallower wear tracks and smaller wear rate. In the pure Fe-based coating, the main wear mechanism is the combination of adhesion and oxidative wear. Adhesive and two-body abrasive wear are predominated in the coating containing 30 wt% of WC, whereas threebody abrasion wear mechanism is predominated in the coating containing 60 wt% of WC. 展开更多
关键词 plasma TRANSFERRED arc(PTA) metal matrix composite coatings(MMCs) SPHERICAL tungsten CARBIDE FE-BASED alloys WEAR resistance
碳钢双丝与单丝等离子弧增材制造成形及组织特征分析 预览
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作者 占彬 冯曰海 +1 位作者 何杰 刘思余 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期77-81,I0004共6页
针对传统丝材等离子弧增材制造碳钢效率低、质量高的特点,提出了一种“双填丝+压缩等离子弧”增材制造工艺,并采用该工艺增材制造了试样,对比分析了双填丝与单填丝增材制造试样的成形尺寸、显微组织特征和力学性能.结果表明,相对于单填... 针对传统丝材等离子弧增材制造碳钢效率低、质量高的特点,提出了一种“双填丝+压缩等离子弧”增材制造工艺,并采用该工艺增材制造了试样,对比分析了双填丝与单填丝增材制造试样的成形尺寸、显微组织特征和力学性能.结果表明,相对于单填丝等离子弧增材制造工艺,采用新型双填丝等离子弧增材制造工艺,在相同的工艺条件下,熔敷效率提高了0.97倍;平均晶粒尺寸由18.75μm细化到13.47μm;试样纵向拉伸抗拉强度提高了62.64MPa,横向拉伸抗拉强度提高了67.52MPa;试样有效层的平均显微维氏硬度由158.95HV0.5增加到175.34HV0.5. 展开更多
关键词 双填丝 等离子电弧 低碳钢 增材制造
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Experimental study of rotating gliding arc discharge plasma-assisted combustion in an aero-engine combustion chamber
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作者 Liming HE Yi CHEN +3 位作者 Jun DENG Jianping LEI Li FEI Pengfei LIU 《中国航空学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第2期337-346,共10页
The combustion chamber is the core component of an aero-engine, and affects its reliability and security operation, even the performance of the aircraft. In this work, a Plasma-Assisted Combustion(PAC) test platform w... The combustion chamber is the core component of an aero-engine, and affects its reliability and security operation, even the performance of the aircraft. In this work, a Plasma-Assisted Combustion(PAC) test platform was developed to validate the feasibility of using PAC actuators to enhance annular combustor performance. Two plans of PAC(rotating gliding arc discharge plasma) were designed, Assisted Combustion from Primary Holes(ACPH) and Assisted Combustion from Dilution Holes(ACDH). Comparative experiments and analysis between conventional combustion and PAC were conducted to study the effects of ACPH and ACDH on the performances including average outlet temperature, combustion efficiency, pattern factor under four different excessive air coefficients(0.8, 1, 2, and 4), and lean blowout performance at different inlet airflow velocities. Experimental results show that the combustion efficiency is improved after PAC compared with that in normal conditions, and the combustion efficiency of ACPH increases2.45%, 1.49%, 1.04%, and 0.47%, while it increases 2.75%, 1.67%, 1.36%, and 0.36% under ACDH conditions. The uniformity of the outlet temperature field and the lean blowout performance are improved after PAC. Especially for ACPH, the widening of the lean blowout limit is8.3%, 12.4%, 12.8%, and 25% respectively when the inlet velocity ranges from 60 m/s to120 m/s. These results offer new perspectives for using PAC devices to enhance aero-engine combustors’ performances. 展开更多
关键词 AERO-ENGINE Assisted COMBUSTION ACTUATOR COMBUSTION CHAMBERS Plasma-Assisted COMBUSTION ROTATING GLIDING arc discharge
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