等離子的案例
Ansys | 什么是表面等離子體光子學(xué)及其應(yīng)用
業(yè)界正在做出巨大努力，旨在利用表面等離子體的獨(dú)特屬性，將電子器件的尺寸效率與光子學(xué)的數(shù)據(jù)效率相結(jié)合。
表面等離子體光子學(xué)的挑戰(zhàn)
表面等離子體的傳播僅在其移動(dòng)幾毫米之后就會(huì)受到歐姆損耗的抑制，因此業(yè)界正在研發(fā)由石墨烯、金屬氧化物和氮化物等等離子體納米粒子構(gòu)建的等離子體學(xué)納米結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對(duì)該挑戰(zhàn)。
熱是另一項(xiàng)挑戰(zhàn)——它會(huì)影響等離子體信號(hào)的傳播長(zhǎng)度和振幅。
具有合適電氣和光學(xué)屬性組合的金屬納米結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)可能可以解決這些挑戰(zhàn)。這是因?yàn)殂~、銀、鋁、金等其他材料中的金屬納米結(jié)構(gòu)允許表面等離子體激元（SPP）傳播。
SPP是在金屬-電介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ墓舱耠娮诱袷帯Ｆ鋾?huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光-物質(zhì)相互作用，從而增強(qiáng)光電應(yīng)用中的弱光學(xué)效應(yīng)。
表面等離子體光波導(dǎo)
SPP可以被視為特殊類型的光波。因此，金屬互連可支持這些波在金屬-電介質(zhì)界面?zhèn)鞑ィ⒂米鞴獠▽?dǎo)或表面等離子體光波導(dǎo)。
SPP可用復(fù)波矢量表示。該矢量的虛部與SPP傳播長(zhǎng)度成反比，而實(shí)部與約束成正比。
表面等離子體與電路設(shè)計(jì)的實(shí)際集成，取決于傳播長(zhǎng)度和約束之間的反比關(guān)系的平衡。理想情況下，表面等離子體光波導(dǎo)可同時(shí)最大限度增加表面等離子體的約束和傳播長(zhǎng)度，以獲得最佳效果。
表面等離子體激元傳播造成的耗散損耗可以通過(guò)增益放大或集成光纖等光子元件來(lái)抵消，從而產(chǎn)生混合表面等離子體光波導(dǎo)。
表面等離子體光波導(dǎo)呈亞波長(zhǎng)模態(tài)，小于光的衍射極限。在小于光的波長(zhǎng)下的SPP傳播方式是可能的，這一想法讓業(yè)界振奮不已，從而為能夠在光學(xué)頻率下進(jìn)行納米級(jí)信息處理的芯片級(jí)器件開(kāi)辟了可能性。
展開(kāi) 一期一會(huì) | 表面等離子體光子學(xué)詳解及其應(yīng)用
業(yè)界正在做出巨大努力，旨在利用表面等離子體的獨(dú)特屬性，將電子器件的尺寸效率與光子學(xué)的數(shù)據(jù)效率相結(jié)合。
表面等離子體光子學(xué)的挑戰(zhàn)
表面等離子體的傳播僅在其移動(dòng)幾毫米之后就會(huì)受到歐姆損耗的抑制，因此業(yè)界正在研發(fā)由石墨烯、金屬氧化物和氮化物等等離子體納米粒子構(gòu)建的等離子體學(xué)納米結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對(duì)該挑戰(zhàn)。
熱是另一項(xiàng)挑戰(zhàn)——它會(huì)影響等離子體信號(hào)的傳播長(zhǎng)度和振幅。
具有合適電氣和光學(xué)屬性組合的金屬納米結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)可能可以解決這些挑戰(zhàn)。這是因?yàn)殂~、銀、鋁、金等其他材料中的金屬納米結(jié)構(gòu)允許表面等離子體激元（SPP）傳播。
SPP是在金屬-電介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ墓舱耠娮诱袷帯Ｆ鋾?huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光-物質(zhì)相互作用，從而增強(qiáng)光電應(yīng)用中的弱光學(xué)效應(yīng)。
表面等離子體光波導(dǎo)
SPP可以被視為特殊類型的光波。因此，金屬互連可支持這些波在金屬-電介質(zhì)界面?zhèn)鞑ィ⒂米鞴獠▽?dǎo)或表面等離子體光波導(dǎo)。
SPP可用復(fù)波矢量表示。該矢量的虛部與SPP傳播長(zhǎng)度成反比，而實(shí)部與約束成正比。
表面等離子體與電路設(shè)計(jì)的實(shí)際集成，取決于傳播長(zhǎng)度和約束之間的反比關(guān)系的平衡。理想情況下，表面等離子體光波導(dǎo)可同時(shí)最大限度增加表面等離子體的約束和傳播長(zhǎng)度，以獲得最佳效果。
表面等離子體激元傳播造成的耗散損耗可以通過(guò)增益放大或集成光纖等光子元件來(lái)抵消，從而產(chǎn)生混合表面等離子體光波導(dǎo)。
表面等離子體光波導(dǎo)呈亞波長(zhǎng)模態(tài)，小于光的衍射極限。在小于光的波長(zhǎng)下的SPP傳播方式是可能的，這一想法讓業(yè)界振奮不已，從而為能夠在光學(xué)頻率下進(jìn)行納米級(jí)信息處理的芯片級(jí)器件開(kāi)辟了可能性。
常見(jiàn)的表面等離子體光波導(dǎo)類型包括金屬-絕緣體-金屬（MIM）、絕緣體-金屬-絕緣體（IMI）、通道等離子體激元（CPP）和間隙等離子體激元（GPP）波導(dǎo)。
什么是表面等離子體光子學(xué)超材料？
展開(kāi) 使用 COMSOL 進(jìn)行等離子體化學(xué)仿真
重物質(zhì)傳遞系數(shù)
對(duì)于所有重物質(zhì)，等離子體接口中的默認(rèn)設(shè)置是基于動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)。用于計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)的方程使用了每種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、勢(shì)特征長(zhǎng)度、勢(shì)能最小值和偶極矩。（你可以在參考文獻(xiàn)4和等離子體模塊用戶指南文檔的物質(zhì)傳遞屬性部分了解有關(guān)此方程的更多信息。你可以手動(dòng)引入此信息，也可以使用預(yù)設(shè)物質(zhì)，如圖4所示。對(duì)于離子，默認(rèn)情況下，使用擴(kuò)散系數(shù)和愛(ài)因斯坦關(guān)系計(jì)算物質(zhì)遷移率。但是，也可以選擇指定遷移率并使用愛(ài)因斯坦關(guān)系計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)。要了解如何將離子遷移率用作一般意義上的電場(chǎng)函數(shù)，請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)5。
圖4 模型開(kāi)發(fā)器顯示了用戶定義的氬氣和氧氣混合物的等離子體化學(xué)物質(zhì)的功能。
數(shù)據(jù)來(lái)源
如果沒(méi)有等離子體化學(xué)和相關(guān)數(shù)據(jù)，也可能很難獲得。需要大量的文獻(xiàn)研究，在許多情況下也需要大量的猜測(cè)工作。在這里，我們重點(diǎn)介紹可用于查找與等離子體化學(xué)相關(guān)的數(shù)據(jù)的參考文獻(xiàn)。例如，參考文獻(xiàn)6介紹了如何開(kāi)發(fā)等離子體化學(xué)。作者還提供了等離子體化學(xué)數(shù)據(jù)的其他參考資料，并討論了如何估算數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)2 和參考文獻(xiàn)3是關(guān)于等離子體物理和等離子體化學(xué)的教科書，并提供等離子體化學(xué)數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)5包含將離子遷移率用作電場(chǎng)函數(shù)的示例。為了獲得電子碰撞反應(yīng)，我們建議使用 LXCat 數(shù)據(jù)庫(kù)。
獲得完整的等離子體化學(xué)的最簡(jiǎn)單方法是找到一篇已經(jīng)完成的論文。參考文獻(xiàn)7和參考文獻(xiàn)8中提供了這方面的一個(gè)例子，作者分別介紹并討論了氬氧混合物和氯等離子體的等離子體化學(xué)成分。作者使用全局模型來(lái)研究化學(xué)物質(zhì)，并使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
開(kāi)發(fā)等離子體化學(xué)的工作流程
等離子體化學(xué)通常用于對(duì)等離子體反應(yīng)器進(jìn)行建模。但是，最好將等離子體化學(xué)的制備與反應(yīng)器模型的創(chuàng)建分開(kāi)。設(shè)置反應(yīng)器模型時(shí)，建議使用簡(jiǎn)單的等離子體化學(xué)（如下面示例1 部分中的化學(xué)成分）以避免與等離子體化學(xué)相關(guān)的問(wèn)題。
展開(kāi) 技術(shù) | 一文深入掌握等離子弧焊接
等離子弧焊是利用等離子弧作為熱源的焊接方法。氣體由電弧加熱產(chǎn)生離解，在高速通過(guò)水冷噴嘴時(shí)受到壓縮，增大能量密度和離解度，形成等離子弧。它的穩(wěn)定性、發(fā)熱量和溫度都高于一般電弧，因而具有較大的熔透力和焊接速度。形成等離子弧的氣體和它周圍的保護(hù)氣體一般用氬。根據(jù)各種工件的材料性質(zhì)，也有使用氦、氮、氬或其中兩者混合的混合氣體的。
一、等離子弧焊接的分類：
1．小孔型等離子弧焊
小孔型焊又稱穿孔、鎖孔或穿透焊。利用等離子弧能量密度大、和等離子流力強(qiáng)的特點(diǎn)，將工件完全熔透并產(chǎn)生一個(gè)貫穿工件的小孔。被熔化的金屬在電弧吸力、液體金屬重力與表面張力相互作！用下保持平衡。焊槍前進(jìn)時(shí)，小孔在電弧后方鎖閉，形成完全熔透‘的焊縫。
穿孔效應(yīng)只有在足夠的能量密度條件下才能形成。板厚增加：所需能量密度也增加。由于等離子弧能量密度的提高有一定限制，爵因此小孔型等離子弧焊只能在有限板厚內(nèi)進(jìn)行。
2.熔透型等離子弧焊
當(dāng)離子氣流量較小、弧抗壓縮程度較弱時(shí)，這種等離子弧在焊接過(guò)程中只熔化工件而不產(chǎn)生小孔效應(yīng)。焊縫成形原理和鎢極氫弧焊類似，此種方法也稱熔入型或熔蝕法等離子弧焊。主要用于薄板加單面焊雙面成形及厚板的多層焊。
3.微束等離子弧焊
15~30A以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離子弧焊接。由于噴嘴的拘束作用和維弧電流的同時(shí)存在，使小電流的等離子弧可以十分穩(wěn)定，現(xiàn)已成為焊接金屬薄箔的有效方法。為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)采用精密的裝焊夾具保證裝配質(zhì)量和防止焊接變形。工件表面的清潔程度應(yīng)給予特別重視。為了便于觀察，可采用光學(xué)放大觀察系統(tǒng)。
微束離子
微束離子通常用于焊接薄板材（厚度為0.1mm）、焊絲和網(wǎng)孔部分。
展開(kāi) 
什么是等離子體（Plasma）？
我們?cè)?em>等離子體理論中，明確定義，一切傳統(tǒng)科學(xué)所定義的宇宙、星系、恒星、行星、原子、質(zhì)子、電子、中子、植物、動(dòng)物、人類、外星人和生命，都被定義為，是具有不同質(zhì)量和磁引力場(chǎng)強(qiáng)度的等離子體。
我們對(duì)“物質(zhì)”的定義為：多個(gè)等離子體相互作用，在環(huán)境中獲得磁引力場(chǎng)的平衡后，組合在一起的分子狀態(tài)。
所有磁引力場(chǎng)強(qiáng)度處于物理世界這個(gè)層面的等離子體，在物理維度中存在著不同的狀態(tài)：
1、甘斯?fàn)顟B(tài)：
在環(huán)境中作為單個(gè)、獨(dú)立、完整的等離子體存在，具有自己的中心旋轉(zhuǎn)內(nèi)核與整體的磁引力場(chǎng)，與環(huán)境的磁引力場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生球形的磁層圈，具有自我意識(shí)，可以自我維持，不斷尋找并維持與環(huán)境的磁引力場(chǎng)平衡，這樣的等離子體，被定義為——等離子體的“甘斯”狀態(tài)。甘斯作為一個(gè)等離子體，在中心有一個(gè)旋轉(zhuǎn)內(nèi)核，這個(gè)內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)創(chuàng)造了從中心向外釋放、流動(dòng)的磁場(chǎng)——磁力場(chǎng)，和從外向內(nèi)聚集、流動(dòng)的磁場(chǎng)——引力場(chǎng)。
當(dāng)甘斯（等離子體）磁力場(chǎng)向環(huán)境釋放磁引力場(chǎng)能量的時(shí)候，同時(shí)引力場(chǎng)也在從環(huán)境中吸收磁引力場(chǎng)能量，這樣同時(shí)一放一收、一出一進(jìn)，形成良性循環(huán)，維持整體的平衡，在初始質(zhì)量上就不會(huì)有任何減少與消耗，向環(huán)境釋放的磁引力場(chǎng)能量越多，同時(shí)從環(huán)境中吸收的磁引力場(chǎng)能量也越多，作為能量的供給，維持整體的平衡，通過(guò)這樣的方式，任何一個(gè)甘斯（等離子體）就具有了無(wú)限可用的能量，可以在宇宙維持自身的永恒存在。這種無(wú)限與永恒，并不是通過(guò)貪婪的從環(huán)境中獲取更多，讓自己的質(zhì)量變得更大，大到可以讓自己永恒存在，這種貪婪的方式是不可能讓自己永恒的，因?yàn)楂@得在多，質(zhì)量在大，也還是有個(gè)具體數(shù)字的，仍然是有限的，而無(wú)限是沒(méi)有具體數(shù)字的，通過(guò)同時(shí)一出一進(jìn)、一放一收的無(wú)限循環(huán)，就完美的實(shí)現(xiàn)了永恒，即使是一個(gè)初始質(zhì)量非常非常小的等離子體，仍然可以通過(guò)這樣的方式在宇宙中自我維持，獲得永恒存在。
展開(kāi) TiO2活性劑對(duì)不銹鋼激光焊接等離子體聲發(fā)射效應(yīng)的影響
可以看出，無(wú)活性劑添加時(shí)，等離子體聲發(fā)射脈沖事件的能量主要分布在10 kHz以下的頻率區(qū)間，而對(duì)于添加TiO2活性劑進(jìn)行的脈沖激光焊接，等離子體聲發(fā)射脈沖事件的能量除了分布在10 kHz以下的頻率區(qū)間，在10～15 kHz以上的較高頻率區(qū)間同樣有顯著的分布. 并且，除了頻域分布的差別外，添加TiO2活性劑焊接所獲得的等離子體聲發(fā)射脈沖事件功率譜能量峰的強(qiáng)度也大大增強(qiáng). 這些功率譜信息較為敏銳地反映了激光焊接等離子體的變化. 可見(jiàn)，添加活性劑的脈沖激光焊接過(guò)程獲得了更強(qiáng)的等離子體活動(dòng).
圖7 等離子體聲發(fā)射單一脈沖事件信號(hào)時(shí)頻域特征
Fig.7 Characteristics of single pulsed AE event of plasma plume in time domain
綜合上述分析可以判斷，添加TiO2活性劑的脈沖激光焊接過(guò)程，由于活性劑增強(qiáng)了材料對(duì)激光能量的吸收，導(dǎo)致更大量的元素被氣化，從而增強(qiáng)了等離子體的活動(dòng)強(qiáng)度，改變了焊接過(guò)程傳熱效應(yīng)，獲得了相對(duì)于未添加活性劑焊接更大的焊縫熔深. 這應(yīng)該是添加TiO2活性劑的脈沖激光焊接熔深增加機(jī)理.
3 結(jié) 論
(1) 添加TiO2活性劑的脈沖激光焊接可以顯著地增加焊縫熔深，通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程中的等離子體聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以對(duì)活性脈沖激光焊接過(guò)程的等離子體變化行為進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估.
(2) 由等離子體聲發(fā)射信號(hào)統(tǒng)計(jì)而來(lái)的振鈴計(jì)數(shù)特征值，以及計(jì)算而來(lái)的RMS波形和相應(yīng)信號(hào)的功率譜分布，均可以在一定程度上反映活性激光焊接過(guò)程產(chǎn)生的等離子體在時(shí)頻域上的變化特征，以及等離子體能量的變化特征.
(3) 添加TiO2活性劑的脈沖激光焊接過(guò)程，活性劑增強(qiáng)了材料對(duì)激光能量的吸收，增強(qiáng)了等離子體的能量及其對(duì)材料的傳熱，從而影響焊接過(guò)程傳熱效應(yīng)，這應(yīng)該是添加TiO2活性劑的脈沖激光焊接熔深增加的主要機(jī)理.
展開(kāi) COMSOL 中精確求解等離子體模型的方法
將數(shù)據(jù)導(dǎo)入等離子體模型
為了將電子能量分布函數(shù)導(dǎo)入等離子模型，需創(chuàng)建插值函數(shù)。選擇文件 作為數(shù)據(jù)源并在變?cè)獢?shù) 字段中輸入 2。單擊瀏覽并導(dǎo)入文件。
完成這個(gè)操作后，您可以在等離子模型主節(jié)點(diǎn)的電子能量分布函數(shù) 設(shè)置中選擇插值函數(shù)作為電子能量分布函數(shù)。如下面屏幕截圖所示。
傳遞屬性的函數(shù)，例如電子遷移率和擴(kuò)散率，也可以作為插值函數(shù)導(dǎo)入。本案例中的參數(shù)數(shù)量為 1。在等離子模型節(jié)點(diǎn)中，您可以通過(guò)輸入 int2(plas.ebar) 來(lái)使用這個(gè)插值函數(shù)。在這種情況下，int2 是函數(shù)的名稱，plas 是接口的標(biāo)記，ebar 是平均電子能量。
展開(kāi) K tig 深熔氬弧焊與小孔等離子焊接工藝對(duì)比
弧形結(jié)構(gòu)和熔池小孔自發(fā)發(fā)展并自動(dòng)維護(hù)，不需要等離子噴嘴，孔口或電極對(duì)準(zhǔn)，只使用一種焊接氣體，并且焊炬非常堅(jiān)固。
4.容差：
等離子焊由于其壓縮的高能量密度柱狀弧，需要非常精確的組對(duì)配合，間隙范圍0-0.5mm
深熔氬弧焊可以容忍更大組對(duì)誤差，因?yàn)樗哂蟹菈嚎s，低能量密度的圓錐形弧，間隙范圍可以是0-2mm
5.鎖孔穩(wěn)定性：
等離子焊鎖眼固有地不穩(wěn)定，對(duì)焊接參數(shù)的變化高度敏感，使得控制困難。
深熔氬弧焊鎖眼非常穩(wěn)定，與深度相比其開(kāi)口寬度相對(duì)較大，而且表面開(kāi)口比根部開(kāi)口寬得多。 沒(méi)有必要平衡電弧力和表面張力 - 鎖孔表面自然而然地自我糾正電弧的波動(dòng)。
6.鎖孔關(guān)閉：
等離子焊鎖孔封閉極其困難，等離子氣體經(jīng)常會(huì)留下孔隙，空洞甚至裂縫。
深熔氬弧焊由于其專利焊炬設(shè)計(jì)，KEYHOLE TIG鎖孔關(guān)閉非常簡(jiǎn)單，只需向下傾斜即可結(jié)束焊接。
7.可持續(xù)性：
在等離子焊接過(guò)程中中，焊炬噴嘴有大量的熱量，很快侵蝕噴嘴。 一旦孔口伸長(zhǎng)或變形，焊接過(guò)程失去穩(wěn)定性，一致性和控制。
深熔氬弧焊的電弧通過(guò)接頭產(chǎn)生光滑，一致的鎖孔，變化很小。
過(guò)程非常簡(jiǎn)單，侵蝕可以忽略不計(jì)。
8.維維護(hù)成本：
等離子焊接系統(tǒng)由于其復(fù)雜性而導(dǎo)致其高昂的維護(hù)成本。
深熔氬弧焊接系統(tǒng)由于其簡(jiǎn)單性而承擔(dān)非常低的維護(hù)成本，具有極少的易損部件，堅(jiān)固可靠。
9.耗材成本：
等離子焊炬噴嘴和孔口易被腐蝕，需要頻繁更換，耗材成本高。
深熔氬弧焊的耗材成本非常低，電極壽命長(zhǎng)，其他部件無(wú)腐蝕和磨損
10.操作員的技能要求：
由于等離子焊的復(fù)雜性以及所涉及的所有變量，PAW需要廣泛而深入的操作員培訓(xùn)。 培訓(xùn)通常需要2周時(shí)間。
深熔氬弧焊操作非常簡(jiǎn)單，只需要很少的培訓(xùn)。 操作員培訓(xùn)只需要3個(gè)小時(shí)，主管培訓(xùn)1到2天。
展開(kāi) 不只做增材制造，西空智造推“空氣斗士”等離子體空氣消毒機(jī)，可殺毒滅菌除甲醛
智造設(shè)備包括激光增材過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)、可移動(dòng)智能增材制造車間、葉片修復(fù)裝備、增材與強(qiáng)化復(fù)合制造裝備、陶瓷金屬?gòu)?fù)合制造裝備等；部附件制造即“兩片兩嘴一板”，包括：壓氣機(jī)葉片（含整體葉輪/整體葉盤）和渦輪葉片增材制造與再制造、點(diǎn)火器（電嘴）和燃油噴嘴增材復(fù)合制造、等離子體放電板等；轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)即系列化重油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造。
然而，這么一個(gè)公司，為什么會(huì)開(kāi)發(fā)出等離子體空氣消毒機(jī)呢？
△西空智造官網(wǎng)截圖，產(chǎn)品還有等離子體激勵(lì)器、等離子體點(diǎn)火器等
原來(lái)，西空智造手里有著核心技術(shù)產(chǎn)品：等離子體激勵(lì)器、等離子體點(diǎn)火器。
“空氣斗士”等離子體空氣消毒機(jī)采用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生等離子體，有效控制臭氧排放和二次污染物，穩(wěn)定安全高效。不但實(shí)現(xiàn)了空氣等離子體消毒技術(shù)從常規(guī)靜電、負(fù)離子技術(shù)等“點(diǎn)、線”式向“面”式的跨越、換代發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了等離子體空氣消毒殺菌3.0時(shí)代。相比于傳統(tǒng)的空氣凈化、消毒和除甲醛等技術(shù)，具有三個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，一是“一次通過(guò)高效消殺”，該項(xiàng)技術(shù)不同于傳統(tǒng)的“口罩式”濾網(wǎng)過(guò)濾和高壓靜電吸附型空氣凈化，而是空氣一次通過(guò)就能高效消解其中的病毒、細(xì)菌、甲醛等有害物質(zhì)；二是“人在環(huán)境實(shí)時(shí)消毒”，該技術(shù)與臭氧、紫外線輻射消毒不同，可以在人在室內(nèi)環(huán)境下，達(dá)到醫(yī)院級(jí)別空氣消毒效果；三是“長(zhǎng)效作用性能不減”，與活性炭吸附及一些催化作用不同，摒棄傳統(tǒng)的吸附技術(shù)，無(wú)換濾芯煩惱。可以長(zhǎng)期高效消毒殺菌和除甲醛、甲苯等有害物，長(zhǎng)期使用性能不衰減。
展開(kāi) 粗論COMSOL等離子體仿真
接下來(lái)小編結(jié)合大部分人遇到的問(wèn)題談一談使用COMSOL對(duì)等離子體進(jìn)行仿真的困難！
1.首先我們要清楚COMSOL能仿真哪些等離子體現(xiàn)象？
這不是一個(gè)絕對(duì)的能或不能的問(wèn)題。如果我們單純指comsol的等離子體模塊，那可以仿真的等離子體類型有很多。等離子體模塊的控制方程就是所謂的流體模型（即漂移擴(kuò)散近似D-DA），我們知道等離子體仿真包括流體模型，粒子模型，混合模型。而流體模型針對(duì)不同的等離子體類型又有不同的‘變種’。比如常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)低溫等離子體反應(yīng)器如CCP,ICP，電暈，大氣壓的streamer，jet，直流輝光，這幾大類都可以使用漂移擴(kuò)散的流體模型。那么對(duì)于等離子體反應(yīng)物種仿真，comsol也提供了全局模型。對(duì)于局部電場(chǎng)較高的情況下，提供了局部場(chǎng)（LFA）近似模型。
還有一類采用swarm參數(shù)的模型，比如電離系數(shù)，復(fù)合系數(shù)等均為局部電場(chǎng)的函數(shù)，這類模型可以使用PDE模塊。
如果想模擬局域或非局域熱平衡狀態(tài)的低溫等離子體，比如電弧，等離子體炬等熱等離子體，其控制方程為磁流體力學(xué)方程組，此時(shí)等離子體模塊將不再適用。而改用組合使用CFD和電磁場(chǎng)模塊。不要再嘗試用不適合的模型求解某個(gè)特定問(wèn)題，那都將是徒勞。
原則上，只要仿真的物理模型為可數(shù)值求解的PDE方程組均可以使用comsol進(jìn)行求解。
2.等離子體模塊的氣壓限制
氣壓不能太低（小于0.01Pa，但實(shí)際上針對(duì)不同的放電類型，有些類型的最低氣壓限制可能更高），因?yàn)闅鈮哼^(guò)低等離子體已不能使用流體描述，流體模型將不再適用。
3. 網(wǎng)格的影響，難度****
網(wǎng)格不光影響計(jì)算精度，還嚴(yán)重影響計(jì)算收斂性，特別是等離子體仿真。網(wǎng)格要“合適”不能過(guò)疏也不能過(guò)密。
展開(kāi) 清華大學(xué) 張若兵 等：等離子體射流與表覆多孔無(wú)機(jī)污穢硅橡膠間的相互作用：表面憎水或親水？
（a）
（b）
（c）
（d）
圖3 等離子體處理后不同小分子含量的染污硅橡膠的憎水遷移過(guò)程（由a到d小分子含量逐漸減少）
圖4 等離子體處理后染污硅橡膠表面傅里葉紅外光譜FTIR分析結(jié)果
圖5 等離子體處理后染污硅橡膠表面XPS分析結(jié)果
3
等離子體作用機(jī)理
（1）
等離子體加速憎水性提高的兩個(gè)效應(yīng)
等離子體提高染污硅橡膠表面憎水性有兩個(gè)不同的效應(yīng)。效應(yīng)I發(fā)生在等離子體處理過(guò)程中，對(duì)小分子含量要求較高，提高憎水性所需時(shí)間短（小于10s），其可能的機(jī)理是等離子體穿透了硅橡膠表面的多孔灰層，直接作用于硅氧烷小分子，加速了其遷移擴(kuò)散和吸附過(guò)程。效應(yīng)II發(fā)生在等離子體處理后，對(duì)小分子含量要求較低，提高憎水性所需時(shí)間較長(zhǎng)（小時(shí)級(jí)），其可能機(jī)理是等離子體增強(qiáng)了高嶺土吸附小分子的能力，從而加速了硅氧烷小分子在高嶺土層中的遷移。
展開(kāi) 
地球流浪之旅中 “等離子行星發(fā)動(dòng)機(jī)”的前世今生
別具一格的推進(jìn)方式
等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的原理其實(shí)并不復(fù)雜，推進(jìn)劑被電離成粒子，在電磁場(chǎng)中加速，高速噴出，從而產(chǎn)生推力。《流浪地球》影片中，人類采集的石頭正是通過(guò)重核聚變而充當(dāng)推進(jìn)劑的。等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來(lái)自電力，可以來(lái)自太陽(yáng)能電池板，或者核電池，通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)尾部噴射出陽(yáng)離子來(lái)推動(dòng)飛船前進(jìn)，所以等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式也被叫做電力驅(qū)動(dòng)方式。
等離子的天與空
在未來(lái)，等離子發(fā)動(dòng)機(jī)也許不僅僅用于航天領(lǐng)域以探索宇宙，還可應(yīng)用在人類航空領(lǐng)域。2017年6月，柏林工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出，可以將等離子發(fā)動(dòng)機(jī)裝配到飛機(jī)上，開(kāi)發(fā)一種能夠在30公里高度運(yùn)行的系統(tǒng)，這個(gè)高度是標(biāo)準(zhǔn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法達(dá)到的，它甚至可以把乘客帶到大氣層的邊緣甚至更遠(yuǎn)的地方。然而，現(xiàn)在最大的瓶頸就是缺乏足夠強(qiáng)大的輕量電池，用以產(chǎn)生和維持等離子體。
科幻作品中的科學(xué)，更多指的是科學(xué)思維、科學(xué)方法，而不是現(xiàn)有的科學(xué)理論。《流浪地球》的上映，激發(fā)了公眾對(duì)科學(xué)產(chǎn)生興趣，引起了一場(chǎng)科學(xué)大探討。科幻來(lái)自于科學(xué)，且又基于科學(xué)，就像等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展一樣，盡管通過(guò)這樣的方式帶著地球去流浪并不現(xiàn)實(shí)，但也激勵(lì)著我們，通過(guò)不懈地努力，科技的進(jìn)步將帶領(lǐng)人類走進(jìn)一個(gè)嶄新的世界。就像電影中所講“希望是像鉆石一樣珍貴的東西”，我們攜手見(jiàn)證它的到來(lái)。
來(lái)源：天驕航空動(dòng)力
展開(kāi) 激光切割、水切割、等離子切割、線切割的區(qū)別和對(duì)比
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隨著科技發(fā)展，切割方式越來(lái)越多，例如：激光切割、水切割、等離子切割、線切割……他們有什么區(qū)別呢？
聽(tīng)一位從事切割領(lǐng)域的工程師這樣說(shuō)：
1）現(xiàn)在市場(chǎng)主流光纖激光器，二氧化碳激光器慢慢淘汰了，耗能太高，在非金屬領(lǐng)域還是有市場(chǎng)。
2）現(xiàn)在光纖設(shè)備自從激光器國(guó)產(chǎn)后，在中低功率段價(jià)格下降很厲害。
3）除激光外其它的切割方式，就等離子和線切割市場(chǎng)需求比較大，但線切割針對(duì)的模具行業(yè)比較多，等離子在厚板或者精度要求不高的情況下需求比較多，水刀切割現(xiàn)在在金屬行業(yè)已經(jīng)不常見(jiàn)了，在非金屬領(lǐng)域有很多。
4）在以后的發(fā)展中，在金屬中薄板中絕對(duì)是激光切割的天下，包括非金屬切割也會(huì)被激光切割占領(lǐng)相當(dāng)大一部分市場(chǎng)。
接下來(lái)我們分析一下這幾種切割技術(shù)：
激光切割加工
光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)將工件割開(kāi)。現(xiàn)在一般使用CO2脈沖激光器，激光切割屬于熱切割方法之一。
水切割加工
水切割，又稱水刀，即高壓水射流切割技術(shù)，是一種利用高壓水流切割的機(jī)器。在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質(zhì)地影響小。水切割分為無(wú)砂切割和加砂切割兩種方式。
等離子切割加工
等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸發(fā))，并借高速等離子的動(dòng)量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。
展開(kāi) 等離子體油煙凈化器的原理
等離子體油煙凈化器是根據(jù)低溫等離子體凈化原理和機(jī)械離心原理設(shè)計(jì)的，由離心分離段、高效過(guò)濾段、低溫等離子體凈化段、消聲段等組成。
1。離心分離段：采用機(jī)械除油技術(shù)，風(fēng)機(jī)煤氣動(dòng)力凈化油煙。利用流體力學(xué)的雙向流動(dòng)理論，實(shí)現(xiàn)了葉輪內(nèi)油煙的分離。通過(guò)改變?nèi)~片的角度和葉片的形狀，油煙分子在葉輪盤和葉片上碰撞積累。油煙呈顆粒油霧狀，被離心力拋入箱體內(nèi)壁，從漏水的油管中流出。
2.高效過(guò)濾消聲段：經(jīng)過(guò)前端處理后，大部分油煙被去除，而大部分逸出的微米煙經(jīng)高效過(guò)濾段(粗濾和細(xì)濾)處理后被過(guò)濾，剩余的亞微米油霧顆粒和煙氣中的有毒有害物質(zhì)和氣味進(jìn)入低溫等離子體凈化段。
本實(shí)用新型具有吸聲降噪功能，有效地控制了設(shè)備的整體噪聲。
3。低溫等離子體凈化段：該部分主要采用電暈放電法產(chǎn)生高濃度離子，然后利用等離子體使煙氣中的顆粒以不同的(正負(fù)電荷)通過(guò)電場(chǎng)通過(guò)電場(chǎng)，使煙氣中的顆粒通過(guò)電場(chǎng)被吸引、凝聚，單個(gè)體積增大并堆積成大質(zhì)量和沉降，從而凈化煙氣，有效地收集小到亞微米大小的油煙顆粒。與直接用電場(chǎng)板吸附油煙顆粒的靜電凈化方式不同，可以延長(zhǎng)電場(chǎng)的有效工作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)低碳操作。
血漿是一種聚集物質(zhì)。當(dāng)高能電子與油煙中的分子發(fā)生碰撞時(shí)，會(huì)發(fā)生一系列的基本物理化學(xué)反應(yīng)，并在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生各種活性自由基和生態(tài)氧，即臭氧分解產(chǎn)生的原子氧。活性自由基能有效地破壞各種病毒和細(xì)菌中的核酸和蛋白質(zhì)，使其無(wú)法進(jìn)行正常的代謝和生物合成，從而導(dǎo)致其死亡，而生態(tài)氧則能將油煙分子的氣味氣體迅速分解或減少為低分子無(wú)害物質(zhì)。
4.設(shè)備末端設(shè)有獨(dú)立的消聲段，采用優(yōu)質(zhì)玻璃纖維消聲材料，采用內(nèi)孔網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系，使聲波容易有效地進(jìn)入纖維體的深層，將聲能量轉(zhuǎn)化為振動(dòng)能，以保證設(shè)備的噪聲得到降低。
展開(kāi) 等離子凈化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
等離子凈化器有機(jī)廢氣裝置技術(shù)特點(diǎn):
1、凈化效率穩(wěn)定，可達(dá)到0.85以上，滿足凈化后污染物達(dá)標(biāo)排放要求。2、結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)方便、不需要預(yù)熱等過(guò)程。3、體積小、占地少、投資少;4、阻力小，節(jié)能。設(shè)備阻力≤400Pa。5、可靠，設(shè)備采用敞開(kāi)式排放形式，不設(shè)封閉高壓、高溫區(qū)。
等離子凈化有機(jī)廢氣裝置適用范圍
等離子凈化有機(jī)廢氣裝置裝置運(yùn)用于大風(fēng)量低濃度的有機(jī)廢氣處理，可處理苯類、酮類、醇類、醚類、烷類及其混合類有機(jī)廢氣，主要用于化工、機(jī)械、電子、電器、涂裝、制鞋、橡膠、塑料、印刷及各種工業(yè)生產(chǎn)車間產(chǎn)生的有害廢氣的凈化處理。
等離子廢氣凈化器特點(diǎn)
科技含量高，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。2、模塊設(shè)計(jì)、靈活簡(jiǎn)便，安裝簡(jiǎn)單，占地面積小。3 、放電強(qiáng)度大，產(chǎn)生高能等離子體密度大。4 、聯(lián)合等離子體中光子的協(xié)同作用較傳統(tǒng)的電暈放電和DDBD，更加降解廢氣。5、空氣阻力小，減少壓降損失。耗電量小。6、適用于多數(shù)的惡臭廢氣和有機(jī)廢氣，降解率高。7、電不與處理廢氣直接接觸，使用壽命長(zhǎng)。8、不宜用于高溫高濕度的氣體，大風(fēng)量情況下不建議使用。
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