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丝电爆过程的电流导入机理

毕学松 朱亮 杨富龙

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丝电爆过程的电流导入机理

毕学松, 朱亮, 杨富龙

Mechanism of current injection in the process of wire electrical explosion

Bi Xue-Song, Zhu Liang, Yang Fu-Long
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  • 丝电爆制备纳米粉时, 电流从电极导入金属丝的过程直接影响电极烧损和粉末中微米级大颗粒产生. 分别通过接触和气体放电两种方式导入电流进行电爆试验. 结果表明, 光测量装置检测到的丝端部光电流几乎与回路放电电流同时产生, 而中间位置的光电流则要滞后一段时间; 由探针收集的产物确定, 金属丝端部主要形成熔融粒子, 中间部分主要形成气相粒子. 分析可知, 接触方式导入电流时, 丝端部也存在气体放电现象, 大电流主要通过气体放电形成的等离子体导入. 等离子体对电流的旁路作用会阻碍能量向金属丝沉积, 这是产生微米级大颗粒和积瘤主要原因. 通过气体放电方式导入电流时, 电极烧损明显减轻, 并可以避免积瘤产生.
    In the process of nanopowder production by the wire electrical explosion, the ablation of electrodes and the formation of micron-size particles are directly influenced by the way the current is injected into the metal wire from the electrodes. Through the channels which are provided by the contact between the electrodes and the wire ends, as well as the breakdown between them, a series of experiments of electrical explosion is carried out. Results show that the photocurrent detected by photodiodes at the wire ends almost occurs simultaneously with the circuit discharge current, however it at the central section lags behind the circuit discharge current obviously. The initial explosion product of the wire ends is liquid, and that of the other parts of wire is gas. Those results indicate that when the current folows into the contact, the phenomenon of gas discharge also occurs at the wire ends. Because the plasma provides another current path, the energy density of the wire ends is decreased. Hence, the wire ends cannot explode and form remainder on the electrodes. When the current flows into the breakdown, the electrodes ablated is slightly obvious, and there was no remainder on the electrodes.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51061011)资助的课题.
    • Funds: Poject supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51061011).
    [1]

    Dash P K, Balta Y 2011 J . Nanosci. Nanotechnol. 1 25

    [2]

    Lee S B, Jung J H, Bae G N, Lee D J 2010 Aerosol Sci. Tech. 44 1131

    [3]

    Gao B, Zhang H H, Zhang C 2003 Acta. Phys. Sin. 52 1714 (in Chinese) [高波, 张寒虹, 张弛 2003 物理学报 52 1714]

    [4]

    Wu Y C, Deng J J, Hao S R, Wang M H, Han W H, Zhang N C, Yang Y 2005 High Power Laser and Particle Beams 17 1753 (in Chinese) [伍友成, 邓建军, 郝世荣, 王敏华, 韩文辉, 张南川, 杨宇 2005 强激光与粒子束 17 1753]

    [5]

    ZHANG H H, CHEN Z F 2001 Acta. Phys. Sin. 50 748 (in Chinese) [张寒虹, 陈志福 2001 物理学报 50 748]

    [6]

    Rousskikh A G, Baksht R B, Labetski A Y, Oreshkin ¨I V I, Shishlov A V, Chaikovskii S A 2004 Plasma. Phys. Rep. 30 944

    [7]

    Zhu L, Luo R K, Bi X S 2008 High Voltage Engineering 34 2177 (in Chinese) [朱亮, 罗仁昆, 毕学松 2008 高电压技术 34 2177]

    [8]

    Kotov Y A 2003 J. Nanopart. Res. 5 539

    [9]

    Kwon Y S, Jung Y H, Yavorovsky N A, Illyn A P, Kim J S 2001 Scripta. Mater. 44 2247

    [10]

    Kotov Y A, Azarkevich E I, Beketov I B, Demina T M, Murzakaev A M, Samatov O M 1997 Key. Eng. Mater. 132-136 173

    [11]

    Kotov Y A 2009 Nanotechnol. Rus. 7-8 415

    [12]

    Kwon Y S, An V V, Ilyin A P, Tikhonov D V 2007 Mater. Lett. 61 3247

    [13]

    Kinemuchi Y, Ikeuch T, Suzuki t, Suematsu H, Jiang W H, Yatsui K 2002 IEEE Trans. Plasma Sci. 30 1858

    [14]

    Giesselmann M, Heeren T, Neuber A, Walter J, Kristiansen M 2002 IEEE Trans. Plasma Sci. 30 100

    [15]

    Michael J T 2002 J. Phys. D: Appl. Phys. 35 700

    [16]

    Volkov V M, Shaykevich I A 1975 Izv vuzov Fizika 7 138

    [17]

    Wang J D, Wu Z H, Zhang B, Wei Z J, Liao C J, Liu S H 2008 Acta. Phys. Sin. 57 5620 (in Chinese) [王金东, 吴祖恒, 张兵, 魏正军, 廖常俊, 刘颂豪 2008 物理学报 57 5620]

    [18]

    Cheng H F 2000 Optics (Beijing: Higher Education Press) p67 (in Chinese) [章志鸣, 沈元华, 陈惠芬 2000 光学 (北京: 高等教育出版社) 第67页]

    [19]

    Zheng S B, Zhao Q 2009 Fundamental of physical optics (first published) (Changsha: National Defence Industrial Press) p87 [郑少波, 赵清 2009 物理光学基础(第1版) (长沙: 国防工业出版社) 第87页]

    [20]

    Niu E W, Yan D R, He J N, Dong Y C, Li X Z, Feng W R, Zhang J X, Zhang G L, Yang S Z 2006 Acta. Phys. Sin. 55 5535 (in Chinese) [牛二武, 阎殿然, 何继宁, 董艳春, 李香芝, 冯文然, 张建新, 张古令, 杨思泽 2006 物理学报 55 5535]

    [21]

    Zhu L, Zhu J, Bi X S 2010 China Surf. Eng. 23 65 (in Chinese)[朱亮, 朱锦, 毕学松 2010 中国表面工程 23 65]

    [22]

    Tkachenko S I, Mingaleev A R, Romanova V M, Ter-Oganes'yan A E, Shelkovenko T A, Pikuz S A 2009 Plasma Phys. Rep. 35 734

    [23]

    Clinton E H, John D P, Michael J K, Charles R H 1998 J. Appl. Phys. 84 4992

  • [1]

    Dash P K, Balta Y 2011 J . Nanosci. Nanotechnol. 1 25

    [2]

    Lee S B, Jung J H, Bae G N, Lee D J 2010 Aerosol Sci. Tech. 44 1131

    [3]

    Gao B, Zhang H H, Zhang C 2003 Acta. Phys. Sin. 52 1714 (in Chinese) [高波, 张寒虹, 张弛 2003 物理学报 52 1714]

    [4]

    Wu Y C, Deng J J, Hao S R, Wang M H, Han W H, Zhang N C, Yang Y 2005 High Power Laser and Particle Beams 17 1753 (in Chinese) [伍友成, 邓建军, 郝世荣, 王敏华, 韩文辉, 张南川, 杨宇 2005 强激光与粒子束 17 1753]

    [5]

    ZHANG H H, CHEN Z F 2001 Acta. Phys. Sin. 50 748 (in Chinese) [张寒虹, 陈志福 2001 物理学报 50 748]

    [6]

    Rousskikh A G, Baksht R B, Labetski A Y, Oreshkin ¨I V I, Shishlov A V, Chaikovskii S A 2004 Plasma. Phys. Rep. 30 944

    [7]

    Zhu L, Luo R K, Bi X S 2008 High Voltage Engineering 34 2177 (in Chinese) [朱亮, 罗仁昆, 毕学松 2008 高电压技术 34 2177]

    [8]

    Kotov Y A 2003 J. Nanopart. Res. 5 539

    [9]

    Kwon Y S, Jung Y H, Yavorovsky N A, Illyn A P, Kim J S 2001 Scripta. Mater. 44 2247

    [10]

    Kotov Y A, Azarkevich E I, Beketov I B, Demina T M, Murzakaev A M, Samatov O M 1997 Key. Eng. Mater. 132-136 173

    [11]

    Kotov Y A 2009 Nanotechnol. Rus. 7-8 415

    [12]

    Kwon Y S, An V V, Ilyin A P, Tikhonov D V 2007 Mater. Lett. 61 3247

    [13]

    Kinemuchi Y, Ikeuch T, Suzuki t, Suematsu H, Jiang W H, Yatsui K 2002 IEEE Trans. Plasma Sci. 30 1858

    [14]

    Giesselmann M, Heeren T, Neuber A, Walter J, Kristiansen M 2002 IEEE Trans. Plasma Sci. 30 100

    [15]

    Michael J T 2002 J. Phys. D: Appl. Phys. 35 700

    [16]

    Volkov V M, Shaykevich I A 1975 Izv vuzov Fizika 7 138

    [17]

    Wang J D, Wu Z H, Zhang B, Wei Z J, Liao C J, Liu S H 2008 Acta. Phys. Sin. 57 5620 (in Chinese) [王金东, 吴祖恒, 张兵, 魏正军, 廖常俊, 刘颂豪 2008 物理学报 57 5620]

    [18]

    Cheng H F 2000 Optics (Beijing: Higher Education Press) p67 (in Chinese) [章志鸣, 沈元华, 陈惠芬 2000 光学 (北京: 高等教育出版社) 第67页]

    [19]

    Zheng S B, Zhao Q 2009 Fundamental of physical optics (first published) (Changsha: National Defence Industrial Press) p87 [郑少波, 赵清 2009 物理光学基础(第1版) (长沙: 国防工业出版社) 第87页]

    [20]

    Niu E W, Yan D R, He J N, Dong Y C, Li X Z, Feng W R, Zhang J X, Zhang G L, Yang S Z 2006 Acta. Phys. Sin. 55 5535 (in Chinese) [牛二武, 阎殿然, 何继宁, 董艳春, 李香芝, 冯文然, 张建新, 张古令, 杨思泽 2006 物理学报 55 5535]

    [21]

    Zhu L, Zhu J, Bi X S 2010 China Surf. Eng. 23 65 (in Chinese)[朱亮, 朱锦, 毕学松 2010 中国表面工程 23 65]

    [22]

    Tkachenko S I, Mingaleev A R, Romanova V M, Ter-Oganes'yan A E, Shelkovenko T A, Pikuz S A 2009 Plasma Phys. Rep. 35 734

    [23]

    Clinton E H, John D P, Michael J K, Charles R H 1998 J. Appl. Phys. 84 4992

  • [1] 董久锋, 邓星磊, 牛玉娟, 潘子钊, 汪宏. 面向高温介电储能应用的聚合物基电介质材料研究进展. 物理学报, 2020, 69(21): 217701. doi: 10.7498/aps.69.20201006
    [2] 李雪辰, 耿金伶, 贾鹏英, 吴凯玥, 贾博宇, 康鹏程. 液体电极上辉光放电丝的运动特性研究. 物理学报, 2018, 67(7): 075201. doi: 10.7498/aps.67.20172205
    [3] 谭乃悦, 许中杰, 韦可, 张月, 王睿. 透射光学系统像平面一阶散射光照度分布规律研究. 物理学报, 2017, 66(4): 044201. doi: 10.7498/aps.66.044201
    [4] 侯兴民, 章程, 邱锦涛, 顾建伟, 王瑞雪, 邵涛. 大气压管板结构纳秒脉冲放电中时域X射线研究. 物理学报, 2017, 66(10): 105204. doi: 10.7498/aps.66.105204
    [5] 石桓通, 邹晓兵, 赵屾, 朱鑫磊, 王新新. 并联金属丝提高电爆炸丝沉积能量的数值模拟. 物理学报, 2014, 63(14): 145206. doi: 10.7498/aps.63.145206
    [6] 白占国, 李新政, 李燕, 赵昆. 气体放电系统中多臂螺旋波的数值分析. 物理学报, 2014, 63(22): 228201. doi: 10.7498/aps.63.228201
    [7] 章程, 马浩, 邵涛, 谢庆, 杨文晋, 严萍. 纳秒脉冲气体放电中逃逸电子束流的研究. 物理学报, 2014, 63(8): 085208. doi: 10.7498/aps.63.085208
    [8] 晏骥, 郑建华, 陈黎, 林稚伟, 江少恩. X射线相衬成像技术应用于高能量密度物理条件下内爆靶丸诊断. 物理学报, 2012, 61(14): 148701. doi: 10.7498/aps.61.148701
    [9] 章程, 邵涛, 牛铮, 张东东, 王珏, 严萍. 大气压尖板电极结构重复频率纳秒脉冲放电中X射线辐射特性研究. 物理学报, 2012, 61(3): 035202. doi: 10.7498/aps.61.035202
    [10] 贺亚峰, 冯晓敏, 张亮. 气体放电系统中时空斑图的时滞反馈控制. 物理学报, 2012, 61(24): 245204. doi: 10.7498/aps.61.245204
    [11] 武晋泽, 唐晋娥, 董有尔, 张国峰, 王彦华. 常压下气体放电等离子体振荡的实验与理论研究. 物理学报, 2012, 61(19): 195208. doi: 10.7498/aps.61.195208
    [12] 李雪辰, 贾鹏英, 刘志辉, 李立春, 董丽芳. 介质阻挡放电丝模式和均匀模式转化的特性. 物理学报, 2008, 57(2): 1001-1007. doi: 10.7498/aps.57.1001
    [13] 武宏宇, 尹 澜. 超流费米气体相滑移时的密度分布. 物理学报, 2006, 55(2): 490-493. doi: 10.7498/aps.55.490
    [14] 郭文琼, 周晓军, 张雄军, 隋 展, 吴登生. 等离子体电极普克尔盒电光开关单脉冲过程数值模拟. 物理学报, 2006, 55(7): 3519-3523. doi: 10.7498/aps.55.3519
    [15] 邵 涛, 孙广生, 严 萍, 谷 琛, 张适昌. 纳秒脉冲下高能量快电子逃逸过程的计算. 物理学报, 2006, 55(11): 5964-5968. doi: 10.7498/aps.55.5964
    [16] 陈 钢, 潘佰良, 姚志欣. 气体脉冲放电等离子体阻抗的参量研究. 物理学报, 2003, 52(7): 1635-1639. doi: 10.7498/aps.52.1635
    [17] 李 玲, 李伯臧. 双动边界一维空腔中的能量密度. 物理学报, 2003, 52(11): 2762-2767. doi: 10.7498/aps.52.2762
    [18] 杨洪琼, 杨建伦, 温树槐, 王根兴, 郭玉芝, 唐正元, 牟维兵, 马驰. 激光直接驱动内爆DT燃料面密度诊断. 物理学报, 2001, 50(12): 2408-2412. doi: 10.7498/aps.50.2408
    [19] 唐立家, 蔡希洁, 林尊琪. “神光Ⅱ”主放大器中的波形控制. 物理学报, 2001, 50(6): 1075-1079. doi: 10.7498/aps.50.1075
    [20] 王永令, 袁万宗, 何国荣, 林盛卫, 凌荣华, 瞿翠凤. 铁电体爆-电换能的实验研究. 物理学报, 1983, 32(6): 780-785. doi: 10.7498/aps.32.780
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-06
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

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