CN115023018B - 一种用于模拟边界局域模的放电电极系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于模拟边界局域模的放电电极，包括：电极水冷系统、电极连接系统、电极固定系统、电极调节系统。本发明针对聚变边界局域模在不同热负荷条件下对核聚变靶材的影响，设计了具有放电间隙可调节功能的放电电极结构，通过调节电极到样品的放电间隙，根据帕刑定律，实现不同电压等级的放电效果，进而达到不同热负荷的效果。而且，整个放电电极处于高温等离子体环境，电极内有设有循环冷却水结构，达到冷却电极的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于模拟边界局域模的放电电极，尤其涉及边界局域模发生过程中产生的瞬态热负荷对材料表面的损伤机制分析领域。
背景技术
随着社会的快速发展，人类对能源的需求迅速增加，能源问题已经成为人们所关注的重中之重。聚变能作为一种清洁、高效的能源更具有发展潜力，首先，聚变反应的原料是氘和氚，氘大量存在于海水之中，原料丰富，用之不竭。同时，能量的转化率高且燃料价格低廉。而且，聚变反应的主要产物是氦，无放射性核素，对环境没有污染，因此具备安全，可靠，清洁等优点，很可能成为世界用来解决电力能源问题主要着手目标。核聚变能发电目前尚在实验研究过程中，托卡马克(Tokamak)是研究聚变能的主流装置。同时，磁约束核聚变也是目前最有希望将聚变能约束起来转换为其他能量的途径。在托卡马克中，达到聚变点火的条件需要给等离子体加热到一定温度，最早利用欧姆加热无法达到点火条件，于是，就采用了许多辅助加热手段，包括，中性束注入(Neutral Beam Injection，NBI)，离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating，ICRH)等加热方式。但是在这种辅助加热模式下会爆发边界局域模(ELM)——随着能量的不断注入，核心区的能量和粒子不断进入台基区，但是却无法输运离开分离面。这导致台基区的梯度越来越大，并最终发生爆发式的坍塌，形成边界局域模。
边界局域模的存在，是为了排除腔体芯部的杂质氦灰。同时，许多高能粒子被释放，这些高能离子的主要去向是第一壁和偏滤器靶材，这就会对壁材料造成损伤。这些损伤主要是由于沉积到靶材表面热负荷，以及离子注入造成的。热负荷会导致材料表变发生融蚀，断裂而失效的风险。离子的注入，会在材料内部产生新的缺陷，降低了材料的性能。在边界局域模(ELMs)发生过程中，等离子体负载对偏滤器目标的破坏是核聚变工程中的关键问题，因为它们降低了偏滤器目标的使用寿命。在ITER预计的情况下，ELMs期间偏滤器目标上的等离子体热负荷0.2-2.5MJ/m2，其持续时间约为0.1-1.5ms。而且，在不同的热负荷下，对核聚变靶材会带来不同的损伤，包括融蚀、液滴溅射、断裂等影响。目前，针对模拟边界局域模所使用都是大型的实验设备包括稳态等离子体加速器(QSPA)和等离子体枪，这样就会导致成本高，而且功率转化效率较低。同时设备的可控性差，在模拟边界局域模实验的过程中会带来其他组件成分的干扰，也无法精准的实现在某一数值下的热负荷。
发明内容
本发明的目的在于一种用于模拟边界局域模的放电电极，可调放电间隙的电极结构，满足不同等级下(0.2-2.5MJ/m2变化范围内)的热负荷，模拟聚变边界局域模在等离子体环境下的瞬态过程。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于模拟边界局域模的放电电极，包括：电极水冷系统、电极连接系统、电极固定系统、电极调节系统，
所述的电极水冷系统包括空心聚四氟出水管、空心不锈钢进水管，所述的空心聚四氟出水管垂直于竖直摆放的空心不锈钢进水管；
所述的电极连接系统包括空心钨管、地电极引出线、钨棒螺柱、负高压脉冲引出线，所述的地电极引出线固定在空心钨管的外侧，所述的负高压脉冲引出线固定在钨棒螺柱的外侧，所述的空心钨管位于钨棒螺柱的上方；
所述的电极固定系统包括聚四氟卡座、空心聚四氟帽、样品固定氮化硼陶瓷，所述的聚四氟卡座套接于空心钨管的外部，所述的聚四氟卡座位于空心聚四氟帽的下方，所述的空心聚四氟帽与聚四氟卡座固定连接，所述聚四氟卡座位于样品固定氮化硼陶瓷的上方，所述的样品固定氮化硼陶瓷与钨棒螺柱螺纹连接，所述的样品固定氮化硼陶瓷与位于样品固定氮化硼陶瓷下方的多孔栅极板固定连接；
所述的空心不锈钢进水管的外部套接有空心钨管，所述空心钨管通过空心聚四氟帽与空心聚四氟出水管相连，所述空心不锈钢进水管、空心钨管、空心聚四氟出水管之间通过空心聚四氟帽紧固；所述的空心不锈钢进水管穿过空心聚四氟帽的内部，使空心不锈钢进水管一端位于空心聚四氟帽的外部，另一端伸进空心钨管的底部；
所述的电极调节系统包括不锈钢螺柱、地电极固定法兰，所述的不锈钢螺柱位于空心钨管的外部，所述的地电极固定法兰套接于空心钨管的外侧，所述的不锈钢螺柱的上端与聚四氟卡座固定连接，所述的不锈钢螺柱的下端与地电极固定法兰螺纹连接，通过调节不锈钢长螺柱与地电极固定法兰的螺纹结构(螺纹连接位置)，用于调节空心钨管与钨样品的距离。
进一步的，所述的空心不锈钢进水管内部通有冷却水。
进一步的，所述的负高压引出线连接外部负高压脉冲源，所述的地电极引出线连接外部的地线。
进一步的，所述的氮化硼陶瓷螺帽的中心是圆形的通孔结构，控制空心钨管对钨样品的放电面积。
进一步的，所述的空心钨管的底端是封闭的半圆形结构。
进一步的，所述的聚四氟卡座的中心位置是通孔结构，通过通孔套接于空心钨管的外侧。
进一步的，所述的地电极固定法兰包括聚四氟空心螺帽和聚四氟空心底座，所述的聚四氟空心螺帽位于聚四氟空心底座的上方，所述的聚四氟空心螺帽与聚四氟空心底座通过螺纹连接。
进一步的，所述的样品固定氮化硼陶瓷包括氮化硼陶瓷内外牙螺母和氮化硼陶瓷螺帽，所述的氮化硼陶瓷螺帽位于氮化硼陶瓷内外牙螺母的上方，所述的钨棒螺柱位于氮化硼陶瓷内外牙螺母的下方，所述氮化硼陶瓷内外牙螺母分别与氮化硼陶瓷螺帽、钨棒螺柱螺纹连接；所述氮化硼陶瓷内外牙螺母放置有样品，氮化硼陶瓷内外牙螺母与氮化硼陶瓷螺帽通过螺纹将样品紧固。
进一步的，所述的氮化硼陶瓷内外牙螺母的外螺纹与氮化硼陶瓷螺帽的内螺纹连接，所述的氮化硼陶瓷内外牙螺母的内螺纹与钨棒螺柱的外螺纹连接。
进一步的，所述的样品固定氮化硼陶瓷的氮化硼陶瓷内外牙螺母通过钨棒螺柱的外螺纹紧固，并通过下方的多孔栅极板固定连接。
进一步的，所述的空心聚四氟出水管与空心聚四氟帽通过螺纹紧固，所述的空心不锈钢进水管深入空心钨管的底部。
进一步的，所述的聚四氟空心螺帽内部由三个半径大小不同的空心圆柱组成的通孔结构，从上到下半径依次增大，最上端的空心圆柱与空心不锈钢进水管连接，最下端的空心圆柱与空心钨管连接，中间的空心圆柱与空心聚四氟出水管连接；最上端的空心圆柱的孔径与空心不锈钢进水管的外径相等，最下端的空心圆柱的孔径与空心钨管的外径相等，中间的空心圆柱通过含有内螺纹的通孔结构连接到聚四氟空心螺帽的外侧。
本发明的有益效果：
利用本发明可以模拟聚变边界局域模的瞬态过程，通过改变电极间距可以实现在不同热负荷下对聚变靶材的影响。
本发明针对聚变边界局域模在不同热负荷条件下对核聚变靶材的影响，设计了具有放电间隙可调节功能的放电电极结构，通过调节电极到样品的放电间隙，根据帕刑定律，实现不同电压等级的放电效果，进而达到不同热负荷的效果，同时也可以通过改变氮化硼陶瓷的通孔结构控制电极对样品的放电面积，因此具有可控性高，可控方式多，精准度高。而且，整个放电电极处于高温等离子体环境，电极内有设有循环冷却水结构，达到冷却电极的效果。因此，为实现聚变边界局域模的瞬态过程，同时达到不同热负荷的效果，本发明从材料选择、结构设计、冷却优化等方面出发，设计了用于模拟边界局域模的放电电极，迄今为止此种用于模拟边界局域模的放电电极尚未见报道。
附图说明
图1是用于模拟边界局域模的放电电极的三维结构示意图；
图2是地电极固定法兰的三维结构示意图；
图3是样品固定氮化硼陶瓷、多孔栅极板、钨棒螺柱的剖面结构示意图；
图4是空心聚四氟帽、空心钨管、空心聚四氟出水管、空心不锈钢进水管的三维组合结构示意图；
图中：11、空心聚四氟出水管，12、空心不锈钢进水管，21、空心钨管，22、地电极引出线，23、钨棒螺柱，24、负高压脉冲引出线，31、聚四氟卡座，32、空心聚四氟帽，33、样品固定氮化硼陶瓷，331、氮化硼陶瓷螺帽，332、氮化硼陶瓷内外牙螺母，41、不锈钢长螺柱，42、地电极固定法兰，421、聚四氟空心螺帽，422、聚四氟空心底座，5、多孔栅极板，6、样品。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进一步描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图1-4所示，一种用于模拟边界局域模的放电电极，用在模拟边界局域模发生过程中的瞬态过程，包括：电极水冷系统1、电极连接系统2、电极固定系统3、电极调节系统4。
所述的电极水冷系统1包括空心聚四氟出水管11与空心不锈钢进水管12，所述的空心聚四氟出水管11垂直于竖直摆放的空心不锈钢进水管12。所述的空心不锈钢进水管12的外部套接有空心钨管21，所述空心钨管21通过空心聚四氟帽32与空心聚四氟出水管11相连，所述空心不锈钢进水管12、空心钨管21、空心聚四氟出水管11之间通过空心聚四氟帽32紧固。所述的聚四氟空心帽32的内部为由三个半径大小不同的空心圆柱组成的通孔结构，从上到下半径依次增大，最上端的空心圆柱与空心不锈钢进水管12连接，最下端的空心圆柱与空心钨管21连接，中间的空心圆柱与空心聚四氟出水管11连接。最上端的空心圆柱的孔径与空心不锈钢进水管12的外径相等，最下端的空心圆柱的孔径与空心钨管21的外径相等，中间的空心圆柱通过含有内螺纹的通孔结构连接到聚四氟空心螺帽32的外侧。所述的空心聚四氟出水管11通过螺纹结构深入到空心聚四氟帽32的内部，所述的空心不锈钢进水管12的一端位于空心聚四氟帽32的外部，另一端通过空心聚四氟帽32的空心结构深入到空心钨管21的底部，并与空心聚四氟帽32固定连接。同时空心不锈钢进水管12通入冷却水，水流经空心钨管21、聚四氟空心螺帽32从空心聚四氟出水管11流出，通过冷却水能及时将放电过程中产生的热量带走，避免损坏空心钨管21电极。
所述的电极连接系统2包括空心钨管21、地电极引出线22、钨棒螺柱23与负高压脉冲引出线24，空心钨管21的底端是封闭的半圆形结构，所述的地电极引出线22缠绕在空心钨管21的外部并固定连接，所述的负高压脉冲引出线24缠绕在钨棒螺柱23的外部并固定连接，所述的负高压脉冲引出线24连接外部的负高压脉冲电源，地电极引出线22连接外部的地线，通过钨棒螺柱23给钨样品施加负高压脉冲，使连接地电极引出线22的钨棒螺柱23与钨样品6之间的气体电离，产生类弧光放电模拟边界局域模，所述的钨棒螺柱23通过样品固定氮化硼陶瓷33的螺纹结构并通过下方的多孔栅极板5固定连接。所述的空心钨管21的上端深入到空心聚四氟帽32的内部并固定连接。
所述的电极固定系统3包括聚四氟卡座31、空心聚四氟帽32与样品固定氮化硼陶瓷33，所述的聚四氟卡座31套接于空心钨管21的外部，所述的聚四氟卡座31位于空心聚四氟帽32的下方，所述的空心聚四氟帽32的底端与聚四氟卡座31通过胶体固定连接，所述聚四氟卡座31位于样品固定氮化硼陶瓷33的上方，所述的样品固定氮化硼陶瓷33与钨棒螺柱23螺纹连接，所述的钨棒螺柱23与位于钨棒螺柱23下方的多孔栅极板5固定连接。所述的聚四氟卡座31包含三个空心结构，空心钨管21穿过聚四氟卡座31的中间空心结构，用来空心钨管21的固定，聚四氟卡座31两端的另外两个空心结构用来固定不锈钢长螺柱41，所述的空心聚四氟帽32固定在聚四氟卡座31的上端，所述的样品固定氮化硼陶瓷33包含氮化硼陶瓷螺帽331与氮化硼陶瓷内外牙螺母332，所述的氮化硼陶瓷螺帽331位于氮化硼陶瓷内外牙螺母332的上方，所述的钨棒螺柱23位于氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)的下方，所述的氮化硼陶瓷内外牙螺母332的外螺纹与氮化硼陶瓷螺帽331的内螺纹连接，所述的氮化硼陶瓷内外牙螺母332的内螺纹与钨棒螺柱23的外螺纹连接，通过螺纹将氮化硼陶瓷螺帽331与氮化硼陶瓷内外牙螺母332紧固。所述的氮化硼陶瓷螺帽331中间为空心结构，用来控制空心钨管21电极对钨样品6的放电面积。
所述的电极调节系统4包括不锈钢螺柱41与地电极固定法兰42，所述的不锈钢螺柱41位于空心钨管21的外部，所述的地电极固定法兰42套接于空心钨管21的外侧，所述的不锈钢螺柱41下端的螺柱结构通过螺纹与地电极固定法兰42固定连接，所述的地电极固定法兰42包括聚四氟空心螺帽421与聚四氟空心底座422，所述的聚四氟空心螺帽421位于聚四氟空心底座422的上方，所述的聚四氟空心螺帽421的内螺纹与聚四氟空心底座422的外螺纹通过螺纹结构固定连接，通过调节不锈钢长螺柱41与地电极固定法兰42的螺纹结构，使不锈钢长螺柱41、聚四氟卡座31、空心聚四氟帽32、空心钨管21整体移动，用于调节空心钨管21与钨样品6之间的距离。
整个放电电极的部件采用精确加工，部件之间通过螺纹结构或者相应胶体达到可靠定位组装。
本发明的工作原理为：先旋动不锈钢螺柱41，通过不锈钢螺柱41和地电极固定法兰42之间的螺纹结构，使不锈钢螺柱41进行上下的移动，同时不锈钢螺柱41被固定在聚四氟卡座31上，不锈钢螺柱41的上下移动也会带动聚四氟卡座31的上下移动，而空心钨管21被固定空心聚四氟帽32内部，空心聚四氟帽32被固定在四氟卡座31的上端，聚四氟卡座31的上下移动就会带动空心钨管21的上下移动从而达到调节空心钨管21的下端到样品6间的距离。通过改变空心钨管21下端与样品6的距离，可以控制负高压脉冲电源通过钨棒螺柱23和负高压脉冲引出线24施加到样品上面的负高压，达到不同的放电等级，进而实现不同的热负荷。同时，整个放电装置在放电过程中会产生高温等离子体，会对空心钨管21电极表面造成损伤，所以利用空心聚四氟出水管11与空心不锈钢进水管12，往空心钨管21电极内部通有冷却水，达到冷却空心钨管21的目的。
以上所述，仅为本发明较佳的实时方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，包括：电极水冷系统(1)、电极连接系统(2)、电极固定系统(3)、电极调节系统(4)，
所述的电极水冷系统(1)包括空心聚四氟出水管(11)、空心不锈钢进水管(12)，所述的空心聚四氟出水管(11)垂直于竖直摆放的空心不锈钢进水管(12)；
所述的电极连接系统(2)包括空心钨管(21)、地电极引出线(22)、钨棒螺柱(23)、负高压脉冲引出线(24)，所述的地电极引出线(22)固定在空心钨管(21)的外侧，所述的负高压脉冲引出线(24)固定在钨棒螺柱(23)的外侧，所述的空心钨管(21)位于钨棒螺柱(23)的上方；
所述的电极固定系统(3)包括聚四氟卡座(31)、空心聚四氟帽(32)、样品固定氮化硼陶瓷(33)，所述的聚四氟卡座(31)套接于空心钨管(21)的外部，所述的聚四氟卡座(31)位于空心聚四氟帽(32)的下方，所述的空心聚四氟帽(32)与聚四氟卡座(31)固定连接，所述聚四氟卡座(31)位于样品固定氮化硼陶瓷(33)的上方，所述的样品固定氮化硼陶瓷(33)与钨棒螺柱(23)螺纹连接，所述的样品固定氮化硼陶瓷(33)与多孔栅极板(5)固定连接；
所述的空心不锈钢进水管(12)的外部套接有空心钨管(21)，所述空心钨管(21)通过空心聚四氟帽(32)与空心聚四氟出水管(11)相连，所述空心不锈钢进水管(12)、空心钨管(21)、空心聚四氟出水管(11)之间通过空心聚四氟帽(32)紧固；所述的空心不锈钢进水管(12)穿过空心聚四氟帽(32)的内部，使空心不锈钢进水管(12)的一端位于空心聚四氟帽(32)的外部，另一端伸进空心钨管(21)的底部；
所述的电极调节系统(4)包括不锈钢螺柱(41)、地电极固定法兰(42)，所述的不锈钢螺柱(41)位于空心钨管(21)的外部，所述的地电极固定法兰(42)套接于空心钨管(21)的外侧，所述的不锈钢螺柱(41)的上端与聚四氟卡座(31)固定连接，所述的不锈钢螺柱(41)的下端与地电极固定法兰(42)螺纹连接，通过调节不锈钢长螺柱(41)与地电极固定法兰(42)的螺纹结构，用于调节空心钨管(21)与样品(6)的距离。
2.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的地电极固定法兰(42)包括聚四氟空心螺帽(421)和聚四氟空心底座(422)，所述的聚四氟空心螺帽(421)位于聚四氟空心底座(422)的上方，所述的聚四氟空心螺帽(421)与聚四氟空心底座(422)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的样品固定氮化硼陶瓷(33)包括氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)和氮化硼陶瓷螺帽(331)，所述氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)放置有样品(6)，所述的氮化硼陶瓷螺帽(331)位于氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)的上方，所述的钨棒螺柱(23)位于氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)的下方，所述氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)分别与氮化硼陶瓷螺帽(331)、钨棒螺柱(23)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的负高压脉冲引出线(24)连接外部负高压脉冲源，所述的地电极引出线(22)连接外部的地线。
5.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的空心钨管(21)的底端是封闭的半圆形结构。
6.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的聚四氟卡座(31)的中心位置设有通孔，通过通孔套接于空心钨管(21)的外侧。
7.根据权利要求3所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的氮化硼陶瓷螺帽(331)的中心设有通孔。
8.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的空心聚四氟出水管(11)与空心聚四氟帽(32)螺纹连接。
9.根据权利要求3所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)的外螺纹与氮化硼陶瓷螺帽(331)的内螺纹连接，所述的氮化硼陶瓷内外牙螺母(332)的内螺纹与钨棒螺柱(23)的外螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的用于模拟边界局域模的放电电极系统，其特征在于，所述的空心聚四氟帽(32)的内部为由三个半径大小不同的空心圆柱组成的通孔结构，从上到下半径依次增大，最上端的空心圆柱与空心不锈钢进水管(12)连接，最下端的空心圆柱与空心钨管(21)连接，中间的空心圆柱与空心聚四氟出水管(11)连接。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103781271A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-07 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种可用于伤口愈合的常压冷等离子体发生装置 |
| CN203645904U (zh) * | 2013-12-04 | 2014-06-11 | 新疆天业（集团）有限公司 | 一种等离子炬旋转炬头装置 |
| WO2016127531A1 (zh) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 大连东达科林科技有限公司 | 一种等离子体对窥镜表面消毒杀菌的装置 |
| CN206276917U (zh) * | 2016-09-19 | 2017-06-27 | 北京航空航天大学 | 一种制备钨粉尘的空心阴极等离子体装置 |
| CN107146640A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-08 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 适用聚变堆的稳态高约束高频小幅度边界局域模运行方法 |
| CN107507749A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-22 | 金华职业技术学院 | 一种等离子体阴极电子枪 |
| CN107864544A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-30 | 西安交通大学 | 一种磁性悬浮电极介质阻挡弥散放电等离子体发生装置 |
| CN108289365A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-17 | 南京航空航天大学 | 一种大气压放电多模式转换装置 |
| WO2019221644A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Plasma torch for thermal plasma jet generation |
| CN110690094A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-14 | 大连理工大学 | 一种面向等离子体水冷样品台 |
| CN111403056A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于磁约束等离子体的快电子测量探针系统 |
| CN111712030A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-09-25 | 西安交通大学 | 一种产生重频高热负荷等离子体射流的毛细管系统 |
| RU2019143382A (ru) * | 2019-12-19 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Установка для модификации поверхности полимеров в низкотемпературной плазме тлеющего разряда |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101415886B1 (ko) * | 2009-09-01 | 2014-07-04 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 플라즈마 광원 |
-
2022
- 2022-03-18 CN CN202210273285.0A patent/CN115023018B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203645904U (zh) * | 2013-12-04 | 2014-06-11 | 新疆天业（集团）有限公司 | 一种等离子炬旋转炬头装置 |
| CN103781271A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-07 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种可用于伤口愈合的常压冷等离子体发生装置 |
| WO2016127531A1 (zh) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 大连东达科林科技有限公司 | 一种等离子体对窥镜表面消毒杀菌的装置 |
| CN206276917U (zh) * | 2016-09-19 | 2017-06-27 | 北京航空航天大学 | 一种制备钨粉尘的空心阴极等离子体装置 |
| CN107146640A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-08 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 适用聚变堆的稳态高约束高频小幅度边界局域模运行方法 |
| CN107507749A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-22 | 金华职业技术学院 | 一种等离子体阴极电子枪 |
| CN107864544A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-30 | 西安交通大学 | 一种磁性悬浮电极介质阻挡弥散放电等离子体发生装置 |
| CN108289365A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-17 | 南京航空航天大学 | 一种大气压放电多模式转换装置 |
| WO2019221644A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Plasma torch for thermal plasma jet generation |
| CN110690094A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-14 | 大连理工大学 | 一种面向等离子体水冷样品台 |
| RU2019143382A (ru) * | 2019-12-19 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Установка для модификации поверхности полимеров в низкотемпературной плазме тлеющего разряда |
| CN111403056A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于磁约束等离子体的快电子测量探针系统 |
| CN111712030A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-09-25 | 西安交通大学 | 一种产生重频高热负荷等离子体射流的毛细管系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| GDC电极冷却流道系统结构优化及适用范围分析;江晟昊;袁艳平;曹晓玲;;制冷与空调(四川);20191228(第06期);全文 * |
| HL-2A托卡马克实验进展和科学创新;丁玄同;;物理;20100612(第06期);全文 * |
| 东方超环托卡马克高约束模式边界等离子体输运数值模拟研究;杜海龙;桑超峰;王亮;孙继忠;刘少承;汪惠乾;张凌;郭后扬;王德真;;物理学报;20131106(第24期);全文 * |
| 大功率TEA CO_2激光器旋转火花开关电极的烧蚀实验;李世明;李殿军;杨贵龙;邵春雷;郭汝海;;中国光学与应用光学;20090615(第03期);全文 * |
| 托卡马克边界局域模的初步模拟研究;吴彦斌;;安庆师范大学学报(自然科学版);20180823(第03期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115023018A (zh) | 2022-09-06 |
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