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第八届热等离子体基础与应用研讨会纪要

发布时间:2022-10-04 11:22:01 来源:必博赌场 作者:必博赌场网站地址

  2020年8月8日,第八届热等离子体基础与应用研讨会采用视频网络形式召开,通过腾讯会议软件+B站(哔哩哔哩)同步直播。本次会议由中国力学学会等离子体科学与技术专业委员会主办、西安交通大学承办。来自中国科学技术大学、中国科学院过程工程研究所、核工业西南物理研究院、昆明理工大学、中国科学院等离子体物理研究所、中国科学院力学研究所、北京航空航天大学、四川大学、清华大学、中山大学、西安航天动力研究所、北京理工大学、西安交通大学等科研院校100余人次的代表和专家参加了研讨会。

  会议采用专题报告和和集中讨论两种形式展开。来自中国科学院过程工程研究所、核工业西南物理研究院、昆明理工大学、中国科学技术大学、四川大学、北京航空航天大学、中国科学院等离子体物理研究所、中国科学院力学研究所、清华大学以及西安交通大学10所院校及科研单位的13位参会代表做了口头报告,展示了近几年来国内在热等离子体基础研究与应用方面取得的最新进展和成果,并与参会人员进行在线交流。

  热等离子体在能源方面的应用是今年会议的重要议题,主要包括热等离子体制备能源材料、以及热等离子体能源转化两个方面。

  中国科学院过程工程研究所袁方利研究员从气化、球化、氢还原反应、氧氧化反应四个方面,以锂离子电池负极为研究对象,介绍了热等离子体制备纳米硅粉的研究工作,并分析了纳米硅粉对锂离子电池硅碳负极材料应用性能的影响,此外还介绍了球磨法制备硅活性炭复合材料、喷雾造粒法制备硅碳微球、热等离子体制备硅纳米线及硅合金型负极材料等多项研究工作。昆明理工大学梁风教授分别介绍了电弧制备纳米镍及其在钠-空气电池的应用、电弧制备碳纳米角及其在钠-CO2电池的应用以及冷等离子体改性MOF衍生碳纳米催化剂在钠-空气电池的应用,研究了弧根贴附形式形成机制、氮掺杂碳纳米角对电池性能优化作用等。

  在热等离子体能源转化方面:四川大学的印永祥教授分享了热等离子体转化CO2的研究工作,总结了对热解气体通过物理冷却和化学冷却两种方式来抑制逆反应、大幅提高转化率和能量效率的方法;北京航空航天大学王伟宗教授介绍了滑动电弧等离子体用于CO2转化和人工固氮的仿真研究工作,揭示了滑动电弧非平衡特性、振动激发反应、复合反应抑制等物理机制对提升转化率和能量效率的重要意义。

  在热等离子体材料制备、喷涂等其他方面:中国科学技术大学的陈仙辉博士代表夏维东教授介绍了热等离子体气相合成法制备碳纳米材料的研究工作,基于实验和化学反应动力学方法研究了碳纳米材料形貌的控制因素和形成机理,并进一步分析了H/C比对石墨烯纳米片的形成机理;核工业西南物理研究院陈伦江副研究员分别介绍了直流电弧等离子体在危废处理和射频热等离子体球形钨粉制备方面的工作,并分析了危废处理实验结果、电弧等离子体材料烧蚀特性、钨粉在等离子体中行为特性、钨粉注入对等离子体参数影响、球形钨粉性能等;西安交通大学的张惠宇博士生代表李成新教授分享了一种大气环境超长层流等离子体射流喷枪内部的起弧过程和射流特征的模拟方法,从层流等离子体射流演变机理、数值模拟以及等离子体喷涂等方面对研究工作进行了介绍。

  此外,针对热等离子体自身特性相关的研究,参会代表从实验与仿真两个角度进行了介绍。中国科学院等离子体物理研究所博士生赵彦君代表倪国华研究员介绍了多电极电弧等离子体特性的研究工作,获得了放电频率、放电面积等特性的变化规律,同时研究了图像处理算法以获取电弧流场中颗粒物的运动情况;中国科学院力学研究所的黄河激研究员对现有的测速方法进行了回顾,介绍了特征信号图像流场测速方法的原理以及在层流、湍流流动条件下的应用实例;西安交通大学的张含天博士生介绍了无标分析法用于直流氩气电弧组分和压力测量的相关工作,该测量方法具有较好的鲁棒性,可用于电弧等离子体中烧蚀现象和分层现象的研究。

  最后在热等离子体数值建模方面:北京航空航天大学的王海兴教授介绍了直流转移电弧化学非平衡数值模拟的研究工作,揭示了氩激发态和分子离子的相关反应对电弧边缘以及阳极贴附模式的影响,分析了化学动力学过程通过影响电子数密度分布进而改变阳极表面洛伦兹力以及等离子体宏观流动的物理过程;清华大学的李和平研究员总结了关于电弧等离子体非平衡协同输运机制的研究工作,介绍了建立的电弧等离子体非平衡态数值模型和实验测量平台,分析了环境压强和电流对非平衡特性的影响;西安交通大学的孙昊副教授介绍了气体电弧燃烧和熄灭阶段鞘层压降、电极运动以及化学非平衡行为三个关键问题,并通过汤逊散射实验测量电子密度的变化规律,验证了化学非平衡行为的有效性。

  研讨会第二部分为集中讨论环节,由清华大学李和平研究员主持。首先解答了网络参会人员对研讨会专题报告部分提出的问题,接着探讨了热等离子体领域的热点研究问题和发展趋势。

  讨论会上,北京航空航天大学的王伟宗教授介绍了国内外关于等离子体在气体转换领域的研究现状,指出在这一领域冷等离子和催化剂是当前学术研究的热点,但进一步的工业应用仍需要解决能量效率和转化率过低的问题。四川大学的印永祥教授指出热等离子体在能源领域具有前景的三方面应用:等离子体制备能源材料、CO2的裂解与转换以及等离子体制氢。西安航天动力研究所谭畅研究员、昆明理工大学的梁风教授以及中山大学的沈岩研究员也纷纷发言,交流了热等离子体在各自领域的应用现状与研究进展。

  研讨会最后阶段经大家共同商议,一致同意2021年第九届热等离子体基础与应用研讨会由中山大学承办。

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