导读:本文包含了微区放电论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:介质阻挡放电,电感耦合等离子体质谱,固体微区分析,深度分析
微区放电论文文献综述
邢志[1]（2018）在《介质阻挡放电固体微区装置的研制及其应用》一文中研究指出固体微区分析技术能够快速、高效、大信息量地提供有关元素在固体样品中的分布状况,已在各领域内发挥着十分重要的作用。介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge,DBD)具有结构简单、易操作、能耗低、可产生大量活性粒子等特点,当DBD微等离子体射流与固体样品表面作用时,高能的活性粒子与固体样品表面的物质发生电荷转移、解离、氧化还原等一系列物理化学反应,同时高速气流的冲击作用下使固体样品表面元素颗粒被剥离出,这些元素颗粒可由载气载带入分析仪器中进行检测。基于这一新原理,本文建立了一种介质阻挡放电-电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)固体微区分析新方法,研制了一套自动化控制DBD固体样品微区分析装置,开展了装置的性能评价研究,并成功将其应用于印章印迹、陶瓷铅釉和迭层石等实际样品表面的元素成像分析。1、研制了一套DBD固体样品微区分析装置。本次研制的DBD固体样品微区分析装置主要由DBD探针系统、电驱动移动平台系统、样品池、传输管路以及控制系统五部分组成,可对样品分析位点的可视化精准定位,实现样品表面制定微区的定点分析、任意路径分析和区域扫描分析。装置研制过程中对各装置部件的结构、材质、尺寸、精度等方面充分地进行了研究。在对装置各部件拆分研究的基础上,把握整机结构,经叁套装置样机的调试和改进,最终研制成了具有先进功能、简单易操作、可用于固体样品微区成像分析的自动化控制DBD固体样品微区分析装置一体机。2、开展了装置的性能评价研究,研究了DBD微等离子体的特性,探究了装置在定量分析、深度分析和成像分析应用的可行性。利用单色仪对He、Ar和N_2微等离子体的发射光谱进行测定,结果发现He微等离子体发射光谱图中主要存在He原子谱线和N_2~+分子离子谱线,其中N_2~+分子离子谱线是由高能He亚稳态原子与杂质N_2分子之间发生彭宁电离产生的。N_2和Ar微等离子体的产生均是由丝状放电引起的。此外,增大放电功率,可显着提高He微等离子体中N_2~+粒子浓度,同时增加了DBD微等离子体的剥蚀效率。放电气流速和DBD探针内径均对DBD微等离子体射流的形状有影响,而采样距离和采样时间与DBD微等离子体作用在样品表面剥蚀坑的形貌有直接关系。将装置与ICP-MS联用后,建立了ABS塑料样品上Cr、Hg和Pb元素直接定量分析方法;叁种元素标准曲线线性相关性R值均大于0.99,方法检出限分别为252μg/g、24μg/g、167μg/g。DBD-ICP-MS联用技术还可完成电路板金手指上金属镀层的深度分析,以及鼠脑组织切片中Na、Ca和I等元素的成像分析。以上结果证实了DBD固体样品微区分析装置在固体样品定量分析、深度分析和成像分析应用上的可行性,为后续的应用研究打下工作基础。3、完成了DBD-ICP-MS联用系统对印章印迹、陶瓷铅釉和迭层石等实际样品元素成像分析的应用研究。在参数优化的基础上,开展了DBD微等离子体对不同纸张介质剥蚀能力的研究,考察了陶瓷铅釉样品分析时的位置效应,探究了DBD-ICP-MS对迭层石样品元素成像分析的分辨率。最终利用DBD-ICP-MS联用技术实现了篆刻人名章朱砂印泥印迹的Hg元素成像分析,陶瓷铅釉样品~(206)Pb、~(207) Pb和~(208) Pb元素的成像分析;以及迭层石~(27)Al、~(29)Si、~(39)K、~(44)Ca、~(55)Mn、~(57)Fe等元素的成像分析。在对陶瓷铅釉成像分析的研究中发现,DBD微等离子体的剥蚀痕迹不明显,而LA剥蚀痕迹特别明显,说明DBD微等离子体对样品损伤较小,适合于书画、文物等样品的分析。在对迭层石元素成像分析研究中发现,Al、Si、K、Ca、Mn和Fe等元素在黄色岩层中的富集度较高,这些元素与黄色岩层的成因有关;DBD-ICP-MS联用技术对迭层石样品成像分辨率小于200μm。本文建立的DBD-ICP-MS分析技术可在常压下进行测试分析,操作简单、能耗低、大大降低了运行成本,是对现有固体微区分析技术的有益补充。DBD-ICP-MS微区分析方法有望成为一种新的固体样品直接分析手段,同时为元素分析提供了另外一种有效方法,拓展了固体样品分析的应用领域。(本文来源于《中国地质大学》期刊2018-11-01）
邓孝祥,刘远义,汤旭日[2]（2014）在《镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性的探究》一文中研究指出在我国不同领域加工的过程中,对镁合金的需求越来越大,因此镁合金在生产中,就要不断提高其自身的性能,满足用户的需要。微弧氧化微区电弧放电是一种表面处理方法,在使用中会涉及到材料学和电弧物理学的学科知识。随着镁合金需求量的增大,在实际应用中,为了提高其自身的耐蚀性,应该加大对微弧氧化微区电弧放电现象的研究,充分明确电源的特性,进而提高镁合金的加工水平。同时技术人员要加大对微弧氧化微区电弧放电机理的研究,通过大量的实验找到电信号相关的特征,明确负载特性的适应性要求,并对电源特性进行细致的思考,探索开发的控制系统,利用负载波对数据进行检测。(本文来源于《电子制作》期刊2014年04期）
陈明,马跃洲,马颖,郝远[3]（2010）在《镁合金微弧氧化微区放电机理及其对电源的要求》一文中研究指出为弄清镁合金微弧氧化对电源的要求,在直流、单极性和双极性脉冲等方式下展开试验。基于试验结果和电弧理论,提出微区电弧放电机理。认为随电源电压升高镁合金微弧氧化依次经历阳极氧化、微弧氧化和大弧放电3个阶段。膜层是由大量离散的微区电弧放电生成的金属氧化物经骤热骤冷得到的非平衡组织积累而成,微区电弧是导电通道内氧气为主的气体在强电场作用下电离、导电,强烈负阻效应产生局部高温引发金属氧化的现象。放电模型被描述为4个过程:电解生成气体、电弧放电、金属氧化和氧化物冷却收缩。脉冲电源的作用是通过适当的冷却时间阻止大弧放电,负载特性呈极强的电容性,故单极性脉冲不能抑制大弧,双极性脉冲电源由于负脉冲周期充当了冷却时间则能抑制大弧。研制的新型脉冲电源利用放电回路消除负载电容的影响有效解决了大弧问题,并可改善成膜效率,避免负电压引起的膜层表面及电解液污染。(本文来源于《2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编》期刊2010-11-28）
陈明[4]（2010）在《镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性的研究》一文中研究指出随着镁合金越来越多的应用,提高其表面性能的要求日益迫切,作为一种极具潜力的表面处理方法,微弧氧化工艺被广泛关注。然而,由于其涉及材料学、电化学、电弧物理、电力电子和控制系统等多个学科和技术领域,是一个受多种因素影响的高度复杂的工艺过程,因此,许多问题至今并未给出明确结论。本文以提高镁合金的耐蚀性为主要目的,以微弧氧化过程的微弧放电现象、电信号波形及氧化膜层形貌为研究对象,采用理论分析加实验验证的方法,深入研究过程状态、膜层特点与电信号特征的相关性。在此基础上,提出微区电弧放电机理和模型及其对电源的要求,并通过负载特性研究提出负载适应性要求;然后构造新型脉冲电源输出模式,并展开电源模式和参数的比较研究;最终完成面向工业应用的大功率微弧氧化电源的研制。论文工作主要包括以下内容:参考现存的电源形式,结合镁合金微弧氧化工艺特点,设计并建立了具有多种电源脉冲波形输出方式的实验研究平台。以单片机为核心开发控制系统,实现了电源的输出波形、伏安特性的调节,并通过记忆示波器和计算机,进行负载波形的观测和数据采集。研究了各种电源输出方式下,微弧氧化实验中的放电现象与负载电压、电流波形的相关性。认为所有的微弧氧化过程,随电源电压增加均可划分为3个阶段:阳极氧化、微弧氧化和大弧放电。前者必须经历而且一直伴随各个阶段;后者为过程的失效状态,要尽量避免。为此定义了起弧电压Ua和大弧电压UL,用来界定微弧氧化状态,并作为稳定性的定量评价指标。Ua越低、UL越高则过程越稳定。研究发现,在现存电源模式中双极性脉冲电压输出方式的稳定性最高。根据相关性研究结果,基于电弧理论提出了微弧氧化微区电弧放电机理和模型,将一次独立的微弧放电划分为4个过程:电解、放电、氧化和冷却。电解过程进行水的电解和阳极氧化反应,依附于阳极表面的导电通道,产生以氧气为主的混合气体;当气体封闭通道,承受电源电压而电离,则发生电弧放电;放电形成的局部高温将引起金属的剧烈氧化,氧化反应产生的热量进一步提高局部温度,使放电愈加剧烈,这种自我强化作用使放电和氧化瞬间完成,形成“雪崩”效应,局部高温将导致氧化物熔融并喷出通道;当气体被氧化反应消耗殆尽时,放电和氧化过程戛然而止,巨大的温差使熔融物急剧冷却收缩,金属基体具有更高的导热率,故留下向内的收缩孔。一次微弧放电将导致一个微区热循环过程,其升温快速而集中,随电弧熄灭迅速转入冷却过程。微弧氧化的膜层特点和大弧现象,都无不与微区热循环密切相关。基于微区电弧放电和热循环机理推断,起弧电压随电解液离子浓度升高、温度升高而降低,随膜层厚度的增加而升高;大弧倾向随电解液温度升高、电源电压升高而增加,随脉冲占空比的减小而降低。这些推断均被实验验证。基于微区电弧放电和热循环机理,结合负载电压波形定义了燃弧时间t_a和冷却时间t_c,认为大弧现象是由tc不足造成。据此提出了微弧氧化电源的基本要求,并给出一种理想的电压波形。对双极性脉冲电源中负电压作用的研究发现,其抑制大弧放电倾向的能力,缘于电源电路中斩波器通断时序所带来的负载电容旁路效应,而与负电压大小无关。理论分析和实验结果均未找出负电压存在的理由,故双极性电源中负脉冲的唯一效用,就是抑制大弧倾向,使其部分满足了微弧氧化电源的要求。微弧氧化的膜层是金属氧化物堆积形成,由一系列离散的微区电弧放电引发。瞬间完成的微小区域内的电弧放电所产生的光热辐射,加之由其导致的剧烈的金属氧化反应所释放的热量,致使放电区域瞬时形成局部高温,使生成的氧化物熔融、经历骤热骤冷,并伴随重熔和快速凝固,从而获得具有非平衡组织结构的金属氧化物膜层。随时间延长和电压增加,微弧氧化膜层生长可分为早、中、后3个时期。早期存在大量的浅层导电通道,故放电弧斑小而多,膜层表面平整致密、收缩孔均匀细小,但成膜速率较低;中期,浅层通道逐渐封闭,放电弧斑逐渐增大且变稀疏,膜层均匀性和致密度下降、粗糙度增加,小孔尺寸变大数量减少,此时成膜速率为最高;后期将以深层导电通道放电为主,弧斑更大更少,膜层表面不均匀、粗糙且疏松,并可能伴生突起的熔融物和由应力集中导致的微裂纹,成膜速率也将下降。热力学分析表明,微弧氧化使镁合金表面的自由能降低,整体上属于放热反应。电源消耗的电能和反应产生的热量,最终都将转化为电解液的温度上升。动力学分析认为,电源电压是微弧氧化的工作条件,电流是其状态和程度的反映。膜层生长速度在一定范围内随电压和电流单调增长,但不能用一个简单的动力学模型准确描述。微弧氧化的负载特性呈现极强的电容性,可用3个电阻和2个电容构成的电路模型来等效,进一步可简化为2个电阻和1个电容的一阶RC系统。用负载电压和电流波形数据进行仿真模拟分析,结果印证了这一结论。强电容性使负载电压波形不易满足微弧氧化的基本要求,同时会造成电源系统的电流冲击,故必须解决这两方面的电源适应性问题。前者可通过增加强制放电回路,促使负载电压快速泄放来实现;后者则应在电源电路设计时,考虑对其限制或采取相应吸收保护措施。基于对负载电压波形的要求和负载电容性的特点,设计了一种新的微弧氧化电源模式,即带放电回路的脉冲电源,并在实验平台上加以实现。通过构造放电回路,新型电源支持自然放电、不完全放电和完全放电3种工作方式,后者的燃弧时间和冷却时间可通过斩波器时序精确控制,有效解决了大弧放电问题。比较研究的结果证明,带放电回路的电源比双极性脉冲电源,更适合镁合金微弧氧化化工艺。主要表现在:过程稳定性好,参数可控性优,放电弧斑均匀;其成膜效率、膜层表面质量和耐蚀性,大部分情况下均优于双极性电源。电源加载方式和参数对微弧氧化过程影响显着。可选择电压增量和恒定电流两种方式加载,起弧电压之上,当电压增量取5V/min～15V/min,或恒定电流为4A/dm~2～12A/dm~2时,过程的综合性能最好;取值过大会使膜层质量变差,过小则成膜效率变低。脉冲频率和占空比的合理取值范围分别为500Hz～800Hz和20%～30%。面向工业生产设计了新型大功率微弧氧化脉冲电源主电路,通过IGBT并联和吸收、保护等措施,解决了输出电流的冲击问题,使功率电子器件可靠运行。以16位高性能单片机80C196KB为核心,研制了电源控制系统硬件电路,并以输出脉冲波形和伏安特性控制为技术关键,完成了控制算法和系统软件的开发。用单片机AT89C52为核心研制了微弧氧化过程控制系统,设计了人性化的人机界面,使设备的易用性、适应性和操作性能得以提升。配合所设计的通讯协议,两个单片机系统之间经由串行异步通讯交换数据,还可通过RS-232C通讯接口与上位机联接,为今后实现微弧氧化加工中心提供支持。研制的设备经测试达到了预期技术目标,并初步通过了应用考核。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2010-10-18）
王巧霞[5]（2009）在《镁合金微弧氧化微区放电机理研究》一文中研究指出微弧氧化是在阳极氧化工艺基础上发展起来的一种表面改性新技术,它利用微区电弧放电在金属表面生成陶瓷状氧化膜,能大幅提高镁合金的耐蚀性。本课题以AZ91D镁合金为研究对象,以微区电弧放电机理及其对电源的要求、电参数对微弧氧化工艺及膜层性能的影响为目的,运用自行研制的大功率、多种输出方式的脉冲电源构建试验平台,研究分析了不同电源形式和电参数下镁合金微弧氧化过程中的现象和特征以及膜层生长速度、微观形貌、组织结构等。提出了镁合金微弧氧化微区放电机理及模型,得出其对电源的要求,据此提出一种新型电源形式——带放电回路的脉冲电源,并分析了脉冲宽度和过电压等电参数对镁合金微弧氧化的影响。研究表明,微弧氧化过程可分为阳极氧化、微弧氧化、大弧放电叁个阶段。微弧氧化膜层主要相组成为MgO、Mg_2SiO_4、MgAl_2O_4,主要元素为O、Mg、Al、Si、F。镁合金微弧氧化过程实质是单个微区放电的累计效果,镁合金试样放入电解液中,通电后表面立即生成一层很薄且透明的绝缘膜,与电解液接触的气泡在强电压下被击穿,击穿时电子碰撞的能量将使这部分气体离解,等离子体产生,有气体放电现象,发生一系列的高温反应,生成陶瓷膜层。电源形式对镁合金微弧氧化过程起着关键性的作用,直流脉冲电源形势下,微弧氧化过程中容易引起连续弧,连续弧的产生会烧损膜层;双极性脉冲电源形势下的负脉冲可以有效抑制连续弧的产生,但是负电压的存在对微弧氧化过程并无益处,因此设计了带放电回路的直流脉冲电源形式,在此电源形式下由于负载两端增加了放电回路,使系统上的电能充分释放,电压能够回零,有效抑制连续弧的产生,并且生成的膜层光滑。脉冲宽度的调节控制单个电弧的熄弧方式,避免电弧之间的相互干涉,研究表明脉冲宽度为200～300μs范围内时,气泡能够完全电离的同时不会有多余的能量损耗,并且生成的膜层表面光滑耐蚀性高。过电压的调节是控制能量的参数,过电压越高膜层的厚度越大,但是过电压过高生成的膜层表面粗糙,孔隙率高相应的耐蚀性就会降低,实验中发现过电压为100～150V时能够生成耐蚀性较高膜层相对较厚的膜层。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2009-05-06）
微区放电论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在我国不同领域加工的过程中,对镁合金的需求越来越大,因此镁合金在生产中,就要不断提高其自身的性能,满足用户的需要。微弧氧化微区电弧放电是一种表面处理方法,在使用中会涉及到材料学和电弧物理学的学科知识。随着镁合金需求量的增大,在实际应用中,为了提高其自身的耐蚀性,应该加大对微弧氧化微区电弧放电现象的研究,充分明确电源的特性,进而提高镁合金的加工水平。同时技术人员要加大对微弧氧化微区电弧放电机理的研究,通过大量的实验找到电信号相关的特征,明确负载特性的适应性要求,并对电源特性进行细致的思考,探索开发的控制系统,利用负载波对数据进行检测。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微区放电论文参考文献
[1].邢志.介质阻挡放电固体微区装置的研制及其应用[D].中国地质大学.2018
[2].邓孝祥,刘远义,汤旭日.镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性的探究[J].电子制作.2014
[3].陈明,马跃洲,马颖,郝远.镁合金微弧氧化微区放电机理及其对电源的要求[C].2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编.2010
[4].陈明.镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性的研究[D].兰州理工大学.2010
[5].王巧霞.镁合金微弧氧化微区放电机理研究[D].兰州理工大学.2009
标签：介质阻挡放电; 电感耦合等离子体质谱; 固体微区分析; 深度分析;