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氩气中铝丝电爆炸空间形态不均匀现象及其抑制方法
1
作者
刘浩宇
郭小凡
+2 位作者
庞先海
赵军平
张乔根
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期3221-3234,共14页
铝丝电爆炸法制备纳米粉体具有低成本、高效率、产物纯度高且粒度分布可控等优势,其扩散阶段空间形态均匀性是影响纳米铝粉品质的关键因素。为此设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统,可实现包括激光成像、分幅成像与辐射光谱分析的超快光学...
铝丝电爆炸法制备纳米粉体具有低成本、高效率、产物纯度高且粒度分布可控等优势,其扩散阶段空间形态均匀性是影响纳米铝粉品质的关键因素。为此设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统,可实现包括激光成像、分幅成像与辐射光谱分析的超快光学诊断。观测到铝丝电爆炸扩散阶段出现的等离子体晕层、“纺锤形”结构、“拉链状”结构、分层结构、局部热点、缺口、残留丝核等空间形态不均匀现象,并揭示了其产生原因包括氛围气体放电、径向非均匀汽化、热力学不稳定性、磁流体力学不稳定性。建立了基于自辐射图像的空间形态均匀性量化表征方法与判别准则。研究获得了气压与电流参数对阻性阶段及沉积能量特性的影响规律,并提出了空间形态不均匀性的抑制方法——增加气压与提高电流上升率,最终确定了可实现均匀电爆炸的参数选取方法。
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关键词
铝丝
电
爆炸
空间形态不均匀性
沉积能量
超快光学诊断
不稳定性
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职称材料
氩气中长丝电爆炸沉积能量特性与演化过程分析
被引量：
1
2
作者
刘浩宇
郭小凡
+2 位作者
庞先海
赵军平
张乔根
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期2194-2205,共12页
为研究氩气中长丝电爆炸沉积能量特性与空间形态演化过程,设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统与光-电联合诊断平台。结果表明,丝长增加使电爆炸过程由直接击穿模式转变为电流暂停模式,电流暂停阶段磁压力消失是导致过热系数随丝长增加而减...
为研究氩气中长丝电爆炸沉积能量特性与空间形态演化过程,设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统与光-电联合诊断平台。结果表明,丝长增加使电爆炸过程由直接击穿模式转变为电流暂停模式,电流暂停阶段磁压力消失是导致过热系数随丝长增加而减小的根本原因。丝长增加将导致残留丝核、弥散蒸汽层等径向不均匀现象以及分层结构等轴向不均匀现象的出现。提出了长丝电爆炸沉积能量提升措施与空间形态均匀性调控方法:增加充电电压可改善电爆炸模式、提升过热系数,是消除残留丝核的有效措施;增加气压可有效改善空间形态均匀性。研究结果对电爆炸法高效制备纳米粉体具有重要工程价值,对深入理解电爆炸物理机制具有重要学术意义。
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关键词
铝丝
电
爆炸
过热系数
空间形态
电
子数密度
激光诊断
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职称材料
面向量产的氩气中铝丝电爆炸及纳米颗粒粒径分布特性
被引量：
5
3
作者
刘超鹏
甘云丹
+4 位作者
李旭东
吴坚
石桓通
李兴文
张子悦
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1857-1865,共9页
铝纳米颗粒具有广泛的应用前景,金属丝电爆炸是高效批量生产铝纳米颗粒的重要途径。为了进一步提高铝纳米颗粒的制备效率和产量,研究了更高初始质量铝丝(长度7~15 cm、直径0.1~0.4 mm)在电压20~30 kV、气压100~300k Pa下的电爆炸特性及...
铝纳米颗粒具有广泛的应用前景,金属丝电爆炸是高效批量生产铝纳米颗粒的重要途径。为了进一步提高铝纳米颗粒的制备效率和产量,研究了更高初始质量铝丝(长度7~15 cm、直径0.1~0.4 mm)在电压20~30 kV、气压100~300k Pa下的电爆炸特性及其纳米颗粒粒径分布特性,获得了铝丝长度、丝直径、充电电压、氩气气压对电爆炸过程中的电压电流波形和金属丝沉积能量的影响规律,建立了沉积能量及过热系数与纳米颗粒粒径分布的对应关系。实验结果表明:增加铝丝长度和直径,电爆炸丝中的单位体积沉积能量减小,纳米颗粒的平均粒径增大,且粒径大于100nm的颗粒占比显著提高;当铝丝参数一定时,提高充电电压可以使单位体积沉积能量增大,纳米颗粒的平均粒径减小;氩气气压对沉积能量和纳米颗粒粒径分布特性的影响较小。
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关键词
铝丝
电
爆炸
纳米颗粒
沉积能量特性
粒径分布特性
过热系数
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职称材料
铝单丝Z箍缩形成无核冕结构的物理分析
被引量：
1
4
作者
吴坚
李兴文
+2 位作者
史宗谦
贾申利
邱爱慈
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期264-269,共6页
针对铝单丝Z箍缩负载,计算其可形成金属蒸气而不形成核冕等离子体的电路和负载参数范围。提出了铝丝电爆炸形成金属蒸气的能量沉积判据和击穿电压判据;建立了热动力学模型,选取电路参数使得金属丝气化时放电回路电流恰好迅速下降,从而...
针对铝单丝Z箍缩负载,计算其可形成金属蒸气而不形成核冕等离子体的电路和负载参数范围。提出了铝丝电爆炸形成金属蒸气的能量沉积判据和击穿电压判据;建立了热动力学模型,选取电路参数使得金属丝气化时放电回路电流恰好迅速下降,从而避免发生电压击穿。计算了典型电路下的负载电流、电压、电阻及沉积能量的变化曲线,并分析了回路总电感、充电电压以及负载丝长度、直径对其的影响规律。计算结果表明:当储能电容为150pF、充电电压为65kV、回路电感为300nH时,可驱动直径20μm、长2cm的铝丝电爆炸形成铝丝蒸气。快电流前沿、小丝直径和较短的丝长度有助于提高负载中的单位质量沉积能量,容易电爆炸形成金属蒸气负载。
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关键词
Z箍缩等离子体
铝丝
电
爆炸
核冕结构
金属蒸气
电
压击穿
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职称材料
题名
氩气中铝丝电爆炸空间形态不均匀现象及其抑制方法
1
作者
刘浩宇
郭小凡
庞先海
赵军平
张乔根
机构
国网河北省电力有限公司电力科学研究院
西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期3221-3234,共14页
基金
国家自然科学基金(51577153)。
文摘
铝丝电爆炸法制备纳米粉体具有低成本、高效率、产物纯度高且粒度分布可控等优势,其扩散阶段空间形态均匀性是影响纳米铝粉品质的关键因素。为此设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统,可实现包括激光成像、分幅成像与辐射光谱分析的超快光学诊断。观测到铝丝电爆炸扩散阶段出现的等离子体晕层、“纺锤形”结构、“拉链状”结构、分层结构、局部热点、缺口、残留丝核等空间形态不均匀现象,并揭示了其产生原因包括氛围气体放电、径向非均匀汽化、热力学不稳定性、磁流体力学不稳定性。建立了基于自辐射图像的空间形态均匀性量化表征方法与判别准则。研究获得了气压与电流参数对阻性阶段及沉积能量特性的影响规律,并提出了空间形态不均匀性的抑制方法——增加气压与提高电流上升率,最终确定了可实现均匀电爆炸的参数选取方法。
关键词
铝丝
电
爆炸
空间形态不均匀性
沉积能量
超快光学诊断
不稳定性
Keywords
electrically exploding wires
spatial inhomogeneities
energy deposition
ultrafast optical diagnostics
instability
分类号
TG392 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
氩气中长丝电爆炸沉积能量特性与演化过程分析
被引量：
1
2
作者
刘浩宇
郭小凡
庞先海
赵军平
张乔根
机构
国网河北省电力有限公司电力科学研究院
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期2194-2205,共12页
基金
国家自然科学基金(51577153)。
文摘
为研究氩气中长丝电爆炸沉积能量特性与空间形态演化过程,设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统与光-电联合诊断平台。结果表明,丝长增加使电爆炸过程由直接击穿模式转变为电流暂停模式,电流暂停阶段磁压力消失是导致过热系数随丝长增加而减小的根本原因。丝长增加将导致残留丝核、弥散蒸汽层等径向不均匀现象以及分层结构等轴向不均匀现象的出现。提出了长丝电爆炸沉积能量提升措施与空间形态均匀性调控方法:增加充电电压可改善电爆炸模式、提升过热系数,是消除残留丝核的有效措施;增加气压可有效改善空间形态均匀性。研究结果对电爆炸法高效制备纳米粉体具有重要工程价值,对深入理解电爆炸物理机制具有重要学术意义。
关键词
铝丝
电
爆炸
过热系数
空间形态
电
子数密度
激光诊断
Keywords
electrically exploding wires
overheat coefficient
spatial structure
electron density
laser diagnostics
分类号
O38 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
面向量产的氩气中铝丝电爆炸及纳米颗粒粒径分布特性
被引量：
5
3
作者
刘超鹏
甘云丹
李旭东
吴坚
石桓通
李兴文
张子悦
机构
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
西安近代化学研究所
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1857-1865,共9页
文摘
铝纳米颗粒具有广泛的应用前景,金属丝电爆炸是高效批量生产铝纳米颗粒的重要途径。为了进一步提高铝纳米颗粒的制备效率和产量,研究了更高初始质量铝丝(长度7~15 cm、直径0.1~0.4 mm)在电压20~30 kV、气压100~300k Pa下的电爆炸特性及其纳米颗粒粒径分布特性,获得了铝丝长度、丝直径、充电电压、氩气气压对电爆炸过程中的电压电流波形和金属丝沉积能量的影响规律,建立了沉积能量及过热系数与纳米颗粒粒径分布的对应关系。实验结果表明:增加铝丝长度和直径,电爆炸丝中的单位体积沉积能量减小,纳米颗粒的平均粒径增大,且粒径大于100nm的颗粒占比显著提高;当铝丝参数一定时,提高充电电压可以使单位体积沉积能量增大,纳米颗粒的平均粒径减小;氩气气压对沉积能量和纳米颗粒粒径分布特性的影响较小。
关键词
铝丝
电
爆炸
纳米颗粒
沉积能量特性
粒径分布特性
过热系数
Keywords
electrical explosion of Al wires
nano-particles
characteristics of energy deposition
characteristics of particle size distribution
overheat coefficient
分类号
TB383.1 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
铝单丝Z箍缩形成无核冕结构的物理分析
被引量：
1
4
作者
吴坚
李兴文
史宗谦
贾申利
邱爱慈
机构
电力设备与电气绝缘国家重点实验室
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期264-269,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51237006)
文摘
针对铝单丝Z箍缩负载,计算其可形成金属蒸气而不形成核冕等离子体的电路和负载参数范围。提出了铝丝电爆炸形成金属蒸气的能量沉积判据和击穿电压判据;建立了热动力学模型,选取电路参数使得金属丝气化时放电回路电流恰好迅速下降,从而避免发生电压击穿。计算了典型电路下的负载电流、电压、电阻及沉积能量的变化曲线,并分析了回路总电感、充电电压以及负载丝长度、直径对其的影响规律。计算结果表明:当储能电容为150pF、充电电压为65kV、回路电感为300nH时,可驱动直径20μm、长2cm的铝丝电爆炸形成铝丝蒸气。快电流前沿、小丝直径和较短的丝长度有助于提高负载中的单位质量沉积能量,容易电爆炸形成金属蒸气负载。
关键词
Z箍缩等离子体
铝丝
电
爆炸
核冕结构
金属蒸气
电
压击穿
Keywords
Z pinch plasmas
aluminum exploding wire
core-corona structure
metal vapor
voltage breakdown
分类号
O532 [理学—等离子体物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
氩气中铝丝电爆炸空间形态不均匀现象及其抑制方法
刘浩宇
郭小凡
庞先海
赵军平
张乔根
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
氩气中长丝电爆炸沉积能量特性与演化过程分析
刘浩宇
郭小凡
庞先海
赵军平
张乔根
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
3
面向量产的氩气中铝丝电爆炸及纳米颗粒粒径分布特性
刘超鹏
甘云丹
李旭东
吴坚
石桓通
李兴文
张子悦
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
下载PDF
职称材料
4
铝单丝Z箍缩形成无核冕结构的物理分析
吴坚
李兴文
史宗谦
贾申利
邱爱慈
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
1
下载PDF
职称材料
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