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液相等离子体

/liquid plasma/
最后更新 2024-03-07
浏览 134
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液相中通过放电产生的等离子体。

英文名称
liquid plasma
所属学科
电气工程

并非等离子体本身为液态,产生的等离子体性质与气相放电产生的等离子体相近。由于液体中的分子密度远大于气体中的分子密度,所以液体中发生等离子体比气体中发生更困难。

液相等离子体根据产生电源特性可以分为:①直流液相放电等离子体,利用直流高压给储能电容器充上电荷,然后进行瞬间放电形成等离子体通道,放电通道在极短时间内获得大量能量,温度高达数万度,压力达109帕斯卡量级,在这样的高能量和高压力下,水体形成高密度、高压等离子体。②射频和微波都属于高频放电等离子体,其能量利用率高,等离子体分布均匀,特性可控,无电极污染。③脉冲液相放电,利用短电压上升时间、窄脉冲宽度(小于几微秒)得以实现,因此瞬时强电场可以在几乎不加速离子的情况下仅加速电子,从而形成高能化电子,碰撞形成等离子体通道。

根据放电的液相介质,液相等离子体又可以分为:①绝缘液相放电等离子体,绝缘液体用到的有液氮、液氦等。②非绝缘液相放电等离子体,非绝缘液用到最多的是水。

液相等离子体产生机理一般有以下解释:电场导致电子加速碰撞电离产生等离子体的场致电离机理;利用热气泡形成的气泡机理;热电混合模型。

液相等离子体由于其能在液体中产生具有很强紫外光辐射和冲击波的等离子体,在很多方面具有广阔的应用前景。液相等离子体在特种加工、材料合成、环境治理等领域的应用十分广泛。①特种加工,液相放电的冲击波效应被用于特种加工、岩石破裂等领域,特别是冲击波产生的高压和“空化”氧化效应能作用于距离放电源几米远的范围,使得该效应被应用于处理大体质物质。②材料合成,液相放电在有机液体中,产生的等离子体可以进行材料合成,其合成速度较气相等离子体有很大的速率提升。③环境治理,液相等离子体由于其放电可产生的强氧化性自由基,所以是一种较理想的生物难降解有机废水降解方法,并且液相等离子体可以利用在水中放电形成的紫外光、冲击波、臭氧等进行协同降解。

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