作者:李旭彬; 冷爽; 黄智慧; 刘芮彤; 邹积岩; 廖敏夫 期刊:《真空科学与技术学报》 2019年第11期
真空开关的零区鞘层仿真研究对于深入了解其弧后介质恢复过程具有重要意义。本文采用PIC-MCC模型,研究小电流开断情况下的真空开关弧后鞘层发展过程。通过仿真得到了鞘层发展阶段的粒子空间分布、密度分布和电势分布等微观参数。采用对照分析法,研究不同初始等离子体密度、原子密度和暂态恢复电压(TRV)上升率等对鞘层发展的影响,结果表明:在其他参数设置保持不变的情况下,初始等离子体密度越大,鞘层发展越慢;初始原子数密度越大,鞘...
作者:戴忠玲; 毛明; 王友年 期刊:《物理》 2006年第08期
介绍了等离子体刻蚀工艺背景以及有关等离子体刻蚀机理的研究进展,综述了等离子体刻蚀机理的研究方法,着重阐述了电容耦合放电和电感耦合放电等离子体物理特性,特别是双频电容耦合放电等离子体和等离子体鞘层研究中的关键问题。
作者:张旭; 杨希川 期刊:《中医健康养生》 2016年第07期
作者:丁振峰; 霍伟刚; 王友年 期刊:《核聚变与等离子体物理》 2004年第03期
采用调节射频电感性耦合等离子体中基片电极与地之间的外部电路阻抗的方法,控制基片电极的射频自偏压.研究了调谐基片自偏压随外部调谐电容值的变化特征,得到了调谐基片射频自偏压随射频放电功率、气压的变化曲线.在一定放电参数区域内,调谐基片射频自偏压随调谐电容的变化曲线呈现跳变、双稳、迟滞现象.
作者:曹赫扬; 杨涓; 郭宁 期刊:《机械科学与技术》 2018年第08期
建立了带有外加磁场和离子溅射二次电子的离子推力器中和器壁面鞘层模型,通过采用四阶龙格库塔方法,研究了带有二次电子发射条件下的磁鞘结构特性。计算结果显示,磁场大小和角度的变化都会对壁面鞘层产生显著影响。二次电子的引入使得计算结果曲线更加光滑,二次电子对电子的计算结果影响显著而对离子影响甚微。此外,壁面外加电势的大小是引发鞘层厚度大小变化的主要原因,从而很大程度上影响了壁面参数的变化。
作者:王正汹; 刘金远; 邹秀; 刘悦; 王晓钢 期刊:《物理学报》 2004年第03期
采用流体方程和自洽电荷变化模型研究了尘埃等离子体鞘层的玻姆判据.讨论了离子临界马赫数和尘埃粒子临界马赫数随尘埃密度变化的关系,以及尘埃表面势随尘埃密度变化的趋势.由于鞘边尘埃粒子的存在,离子必需以大于声速的速度进入鞘层;随尘埃密度的持续增加,离子的临界马赫数增加到一个最大值后开始逐渐减小.数值计算得到的结果满足Sagdeev势的定性分析.
作者:黄永宪; 田修波; 杨士勤; 黄志俊; RickyFu; PaulK.Chu 期刊:《真空科学与技术学报》 2005年第02期
等离子体浸没离子注入(PⅢ)是用于材料表面改性的一种较新的、廉价的、非视线的技术。靶体被浸没在等离子体中,等离子体中的离子在靶体负脉冲偏压的作用下注入靶体而实现材料的表面改性。为了描述等离子体浸没离子注入过程,我们引用了一维粒子模型(PIC)对其进行了数值模拟,该模型通过求解空间电势的Poisson方程,电子的Bolzmann分布以及离子在网格中受力运动的Newton运动方程来完成。本文重点研究了一个初始离子阵鞘层内电势、...
作者:陈坚; 向金秋; 郭恒; 李和平; 陈兴; 王鹏; 柴俊杰; 姜东君; 周明胜 期刊:《高电压技术》 2017年第06期
离子引出是一个涉及多粒子相互作用、多物理场耦合的复杂物理过程,研究引出过程中不同参数对于引出特性的影响,对于优化离子引出过程的工艺参数具有一定的指导意义。为此基于描述非平衡等离子体输运特性的物理数学模型,推导了描述金属等离子体引出过程中各组分运动规律的一维电子平衡流体模型,并通过与解析解和实验测量结果的对比验证了所发展的物理数学模型和计算机程序代码的正确性。在此基础上,系统研究了不同工况下等离子...
作者:李静; 杨光; 曹云东; 于龙滨; 樊小敏 期刊:《电器与能效管理技术》 2016年第15期
建立触头间距2.5 mm,触头间直流电压分别为380 V、500 V和800 V,环境温度300 K,混合介质(N_2和O_2)的断路器触头电弧简化模型。通过仿真得到直流低压空气电弧非平衡态燃弧过程中触头间隙的微观带电粒子密度、平均电子能量等各项微观物理量的动态变化规律,并分析了触头间空气电弧非平衡态燃弧过程以及触头间电压对空气电弧形成过程的影响。仿真结果表明:电压变化与鞘层区电场强度、鞘层厚度、鞘层电子温度、弧柱长度及电子密度的...
作者:李志刚; 丁玉成 期刊:《电子元件与材料》 2006年第05期
利用射频鞘层模型,推出了离子到达被加工材料表面时的动量的表达式.利用表达式分析了离子轰击材料表面的动量与等离子体浓度的关系.理论分析与实验数据有较好的吻合.等离子体浓度的增大对鞘内离子动量起抑制作用:随等离子体浓度(10^15-10^16m^-3)增加,离子动量(10^-22-10^-21kg·m·s^-1)减小.等离子体浓度较小(约〈3×10^15m^-3)时,对离子动量有较显著的影响;随等离子体浓度增大(约〉3×10^15m^-3),其作用越来越平...
作者:戚栋; 王宁会; 林国强; 董闯 期刊:《真空科学与技术学报》 2006年第03期
为了解决电弧离子镀(AIP)工艺中脉冲偏压电源与AIP等离子体负载间的匹配问题,结合脉冲偏压下AIP工艺实验,运用等离子体鞘层理论、电路理论和仿真模拟技术,得到AIP等离子体负载本质上是由鞘层引起的容性负载,在电路中可以等效为电容和电阻相并联的单元;根据AIP等离子体鞘层演化的特性,将AIP等离子体负载的等效电容表征为与时间无关而只与脉冲偏压幅度和等离子体相关参数有关的量,AIP等离子体负载的等效电阻,可以在直流偏...
作者:戚栋; 王宁会; 林国强; 董闯 期刊:《金属学报》 2006年第08期
基于一维平板鞘层模型,建立了脉冲偏压电弧离子镀(PBAIP)鞘层随时间演化的动力学模型,给出了其解析表达式,并结合PBAIP工艺中等离子体参数的测量结果,模拟分析了PBAIP鞘层的厚度和鞘层中的离子流密度随时间的演化规律及其受脉冲偏压幅度等参数的影响.结果表明:在PBAIP工艺中,稳态鞘层的厚度及形成稳态鞘层的时间均远小于已报道的等离子体源注入(PSII)等鞘层对应的值;PBAIP鞘层的扩展几乎是实时跟随脉冲偏压的变化,脉...
作者:黄永宪; 田修波; 杨士勤; Fu; Ricky; Chu; K.Paul 期刊:《物理学报》 2007年第08期
等离子体浸没离子注入(PⅢ)是用于材料表面改性的一种廉价高效、非视线的技术,采用等离子体粒子模型,通过假设电子密度服从Boltzmann分布,求解Poisson方程和Newton方程,跟踪离子在等离子体鞘层中的运动形态及特性并进行统计分析,研究了不同上升速率和形状的6种波形上升沿对鞘层时空演化、离子注入能量和剂量的影响。结果表明,在PⅢ过程中,脉冲上升沿影响了等离子体鞘层的扩展,且不同波形诱导的鞘层厚度间存在最大差值,...
作者:舒胜文 阮江军 黄道春 吴高波 刘兵 期刊:《高压电器》 2012年第08期
最佳燃弧区间的确定是相控真空断路器应用于短路电流开断时必须解决的问题之一。针对真空断路器弧后介质强度恢复过程的2个主要阶段:鞘层发展阶段和金属蒸气衰减阶段,分别建立了数学模型,提出了采用特征参数来表征它在2个不同阶段的开断能力。仿真分析了燃弧时间对这些特征参数即开断能力的影响,从而得到了最佳燃弧区间。通过对比10 kV和35 kV系统用真空断路器最佳燃弧区间的试验研究结果,证明了仿真分析的有效性。
作者:赵晓云 段萍 屈奎 期刊:《核聚变与等离子体物理》 2011年第02期
采用双流体模型研究了多成分的电负性碰撞等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了一维稳态情形下不同的带电粒子对鞘层玻姆判据的影响。采用拟牛顿法,得到了数值解。结果表明:玻姆判据存在上限和下限。二次电子发射系数越大,离子的马赫数越大;负离子的含量越多,离子的马赫数越小。鞘层中离子的温度、离子与中性粒子的碰撞以及离子的带电量对玻姆判据的上下限的取值都有一定的影响。
作者:吕少波 蔺增 巴德纯 李麟涉 期刊:《东北大学学报·自然科学版》 2008年第06期
采用流体动力学方法建立了一种自洽的无碰撞射频直流偏压等离子体鞘层动力学模型.模型中考虑了极板直流负偏压对离子运动的影响,模拟了在不同偏压条件下射频等离子体鞘层内各参量的时空演化特性.在该模型中,认为鞘层厚度是与时间有关的函数,并采用等效电路模型建立了鞘层瞬时厚度与鞘层电位降的关系.模拟结果表明,极板上电势呈非正弦周期性变化;鞘层厚度变化与极板电势变化周期相同,趋势相反,且略滞后于射频周期.
作者:邹秀 邹滨雁 刘惠平 期刊:《物理学报》 2009年第09期
采用双流体模型,数值研究入射到射频鞘层偏压电极上的离子能量分布.研究结果表明:磁场在改变离子运动状态的同时,调控着基板上的离子能量分布,使之在垂直基板方向和平行基板方向间转移.
作者:刘成森 王德真 刘天伟 王艳辉 期刊:《物理学报》 2008年第10期
利用两维particle-in-cell方法研究了半圆形容器表面等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化规律.详尽考察了鞘层内随时间变化的电势分布和离子密度分布规律,离子在鞘层中的运动轨迹和运动状态,得到了半圆容器内、外表面和边缘平面上各点离子注入剂量分布规律,获得了工件表面各点注入离子的入射角分布规律.研究结果揭示了半圆容器边缘附近鞘层中离子聚焦现象,以及离子聚焦现象导致工件表面注入剂量分布和注入角度分布存在很大不均...
作者:孙江 孙剑锋 杨海亮 张鹏飞 苏兆锋 周军 期刊:《现代应用物理》 2013年第01期
阳极杆箍缩二极管产生的X射线焦斑小,达亚mm量级,且焦斑位置稳定,是一种理想的闪光X射线照相加速器二极管.但是,由于其工作阻抗较高(约40~60 Ω),导致无法与大电流低阻抗的脉冲功率源匹配.通过预先向二极管中注入等离子体,可以降低二极管最初工作阶段的阻抗,实现与低阻抗驱动源的匹配.预充等离子体的密度直接影响二极管的工作状态,特别是对等离子体鞘层和空间电荷限制流的形成具有较大影响.采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对...
作者:赵晓云 刘金远 段萍 李世刚 期刊:《真空科学与技术学报》 2012年第04期
建立了包括电子、离子以及器壁发射二次电子的磁化等离子体鞘层流体模型,采用四阶龙格库塔法数值研究了伴有二次电子发射的磁鞘结构特性。模拟结果显示二次电子发射对于弱磁等离子体鞘层中的离子密度影响较大,而对于磁场较强的等离子体鞘层,鞘层中离子密度分布主要由磁场来决定。磁场的存在可以促进器壁电子的发射,磁场的增加或二次电子发射系数的增加都将使得鞘层厚度的减小,同时将导致沉积到器壁的离子动能流发生变化,从而直接影...