氣體放電與等離子體及其應用著作叢書：大氣壓氣體放電及其等離子體應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

邵濤，嚴萍 編

圖書標籤:

• 大氣壓放電
• 等離子體
• 氣體放電
• 等離子體應用
• 大氣壓等離子體
• 放電物理
• 等離子體物理
• 材料處理
• 錶麵改性
• 環境工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030457448

版次：1

商品編碼：12144522

包裝：精裝

叢書名： 氣體放電與等離子體及其應用著作叢書

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：611

字數：770000

正文語種：中文

産品特色

內容簡介

　　《氣體放電與等離子體及其應用著作叢書：大氣壓氣體放電及其等離子體應用》主要闡述大氣壓放電等離子體的基礎理論、數值模擬、診斷方法、放電特性及等離子體應用等。《氣體放電與等離子體及其應用著作叢書：大氣壓氣體放電及其等離子體應用》分三部分，共18章。第一部分基礎篇，共5章，介紹等離子體基礎和氣體放電基本理論、流體數值模擬、粒子模擬、放電非綫性和等離子體光譜診斷。第二部分特性篇，共6章，介紹介質阻擋均勻放電、納秒脈衝彌散放電、錶麵介質阻擋放電、等離子體射流、閤成射流和射頻等離子體。第三部分應用篇，共7章，介紹大氣壓放電等離子體技術在材料錶麵處理、廢水處理、醫學應用、流動控製、生物育種、氧化處理、果汁保鮮七個典型領域的應用。
　　《氣體放電與等離子體及其應用著作叢書：大氣壓氣體放電及其等離子體應用》適閤放電等離子體及其應用領域的科研人員和工程技術人員，以及高等院校相關專業的教師及研究生閱讀，也可作為準備從事大氣壓放電等離子體研究的科技人員和學生瞭解專業基礎的參考用書。

內頁插圖

目錄

序一
序二
前言

第一篇 放電及等離子體基礎
第1章 等離子體基礎和氣體放電理論（歐陽吉庭）
1．1 引言
1．2 等離子體的一般性質
1．2．1 離子密度和電離度
1．2．2 電子溫度和離子溫度
1．2．3 等離子體的準電中性
1．2．4 等離子體鞘
1．2．5 放電等離子體中的基本過程
1．2．6 帶電粒子的遷移和擴散
1．3 氣體放電理論
1．3．1 湯生放電理論
1．3．2 流注放電理論
1．3．3 湯生放電與流注擊穿之間的過渡
1．4 大氣壓放電等離子體
1．5 小結
參考文獻
第2章 大氣壓射頻氣體放電數值模擬（張遠濤）
2．1 引言
2．2 常用理論與算法
2．2．1 描述大氣壓容性射頻放電的基本方程
2．2．2 以電流為輸人參數的流體模型
2．2．3 以電壓為輸入參數的流體模型
2．2．4 以功率為輸入參數的流體模型
2．2．5 粒子種類與反應集閤的選擇
2．3 放電物理特性的數值模擬
2．3．1 放電模式及其轉化
2．3．2 頻率效應與尺度效應
2．3．3 射頻微等離子體的結構
2．3．4 脈衝調製射頻放電等離子體
2．4 放電化學活性的數值模擬
2．4．1 主要活性粒子的演化特性
2．4．2 活性粒子産生的頻率與尺度效應
2．4．3 脈衝調製對活性粒子的影響
2．5 小結
參考文獻
第3章 納秒脈衝放電粒子模擬（李永東劉純亮）
3．1 引言
3．2 粒子模擬技術
3．2．1 粒子模擬的基本原理
3．2．2 納秒脈衝放電物理過程的建模方法
3．3 模擬計算與分析
3．3．1 流注放電産生逃逸電子的粒子模擬
3．3．2 納秒脈衝電暈放電粒子模擬
3．4 小結
參考文獻
第4章 大氣壓介質阻擋放電中的分岔與混沌現象（戴棟）
4．1 引言
4．2 不對稱周期一放電
4．2．1 實驗裝置與步驟
4．2．2 實驗結果與分析
4．3 倍周期分岔及通往混沌路徑
4．4 準周期態放電
4．5 李雅普諾夫指數計算及混沌現象的判定
4．5．1 李雅普諾夫指數
4．5．2 時間序列最大李雅普諾夫指數的計算方法
4．5．3 小波分解
4．5．4 計算與分析
4．6 結論
參考文獻
第5章 脈衝放電等離子體發射光譜診斷（楊德正 王文春）
……
第二篇 放電及等離子體特性
第三篇 放電及等離子體應用

前言/序言

　　等離子體是固體、液體和氣體三態以外的物質第四態，主要由電子、離子、原子、分子、活性自由基等組成。從19世紀中葉起，人類開始利用電場和磁場來産生和控製等離子體，當前大氣壓冷等離子體被廣泛應用於臭氧閤成、廢氣處理、輔助燃燒、錶麵改性、醫用滅菌、生物育種等多個領域，已成為研究的熱點方嚮，是集基礎研究與應用研究於一體的多學科強交叉的全新研究領域，涵蓋物理學、材料學、流體力學、高電壓技術、電力電子技術等諸多方嚮，具有重要的應用預期和廣闊的發展前景，其研究成果不僅對民用等離子體技術領域的應用具有重要意義，而且在國防和科學研究中起著重要的作用。
　　目前國內齣版的有關氣體放電及等離子體方麵的書籍相對較少，主要的參考書目是清華大學楊津基於1983年在科學齣版社編著齣版的國內第一本《氣體放電》，復旦大學徐學基和諸定昌於1996年在復旦大學齣版社編著齣版的《氣體放電物理》，以及武占成、張希軍和鬍有誌於2012年在國防工業齣版社編著齣版的《氣體放電》，非常缺乏展現我國大氣壓放電和等離子體應用方麵的最新科技研究成果和發展動態的學術著作。2010-2012年，中國科學院電工研究所連續組織研討瞭大氣壓放電等離子體及應用的學術研討會。其中，2012年11月5～6日，由中國科學技術協會主辦，中國電工技術學會承辦的以“大氣壓放電等離子體關鍵技術與應用前景”為主題的中國科協第66期新觀點新學說學術沙龍在中國科學院電工研究所成功舉行。2013年，在多位領域專傢的建議和支持下，中國科學院電工研究所組織國內同行編寫瞭《大氣壓氣體放電及其等離子體應用》一書。本書匯集國內14傢科研院所在大氣壓放電等離子體研究領域的研究和應用進展，給相關科技工作者提供一個深入瞭解國內大氣壓低溫等離子體及其放電應用的窗口，在材料組織和全書編寫過程中努力體現以下特色：①內容盡可能全麵和係統，力圖囊括本領域的基礎知識和基本概念；②盡可能匯集近年來國內相關研究單位在大氣壓放電等離子體領域取得的重大進展和重要成果，並附有參考文獻以利於讀者追蹤；③各章節的編寫盡量做到內容前後連貫、結構緊湊，避免概念重復。全書力求通俗易懂並具有資料可查閱性和實用性，以適閤放電等離子體及其應用領域的科研人員和工程技術人員閱讀，也可作為相關專業學生的教學參考。作者期待以本書作為起點，後續能形成放電等離子體基礎研究及在各個應用領域的係列專著性科技叢書。
　　本書藉鑒國外等離子體方麵書籍的分章著作齣版模式，由中國科學院電工研究所邵濤和嚴萍擔任主編，邀請國內有關同行撰寫章節。本書在組織材料上，力求做到係統性、準確性、完整性、先進性，各個章節均為作者所著。

氣體放電與等離子體及其應用著作叢書 本叢書旨在係統、深入地探討氣體放電與等離子體這一交叉學科的前沿理論、實驗技術以及在現代工業、環境科學、生物醫學等領域的廣泛應用。叢書匯集瞭該領域資深專傢學者的研究成果，力求內容翔實、體係完整、具有重要的學術價值和指導意義。 本叢書收錄的圖書涵蓋瞭以下關鍵領域： --- 第一捲：氣體放電物理基礎與診斷技術 本捲聚焦於氣體放電現象背後的基本物理機製，為理解和控製等離子體狀態奠定理論基石。 第一章 氣體電離與激發過程 詳細闡述瞭電子、離子與中性粒子在電場作用下的碰撞過程，包括彈性碰撞、電離碰撞、激發碰撞的截麵研究。重點分析瞭不同氣體組分（如惰性氣體、分子氣體、混閤氣體）在不同氣壓下的能級分布和反應路徑。深入探討瞭阿瓦爾乾放電、湯森放電的啓動機製與穩定性條件。 第二章 低溫等離子體動力學模型 介紹瞭描述低溫等離子體中粒子輸運和能量平衡的理論框架。包括電子能量分布函數（EEDF）的玻爾茲曼方程求解方法，離子遷移率、擴散係數的計算模型，以及等離子體中的空間電荷效應和電位分布。對比瞭流體力學模型、濛特卡洛模擬方法在描述復雜放電結構中的適用性與局限性。 第三章 氣體放電的診斷技術（光譜學方法） 詳述瞭利用光學發射光譜（OES）技術對等離子體診斷的應用。內容涵蓋瞭如何通過譜綫強度、綫型展寬、多普勒效應等分析電子溫度、離子溫度、中性原子/分子密度、以及等離子體中的化學反應活性物質。介紹瞭激光誘導熒光（LIF）技術在測量激發態粒子密度和空間分布方麵的原理與實踐。 第四章 氣體放電的診斷技術（探針與粒子束方法） 係統介紹瞭朗繆爾探針（LP）、射頻探針、微波反射/吸收法等用於測量電子密度和電子溫度的關鍵技術。探討瞭如何在高頻、高功率密度放電中剋服傳統探針測量的局限性。同時，涵蓋瞭利用粒子束技術（如質譜、負離子探測）對放電中性粒子和離子組分的精確分析方法。 --- 第二捲：特殊氣體放電與等離子體源 本捲深入研究瞭在特定氣壓、電磁場或氣體組分下齣現的非平衡態放電模式，以及由此發展齣的新型等離子體源。 第一章 微觀/納觀尺度放電機製 重點分析瞭在極高頻率（如微波頻段）或極小空間尺度下（如微放電、介質阻擋放電的微結構）的放電特性。討論瞭電子的慣性效應、空間電荷纍積與耗散在啓動和維持微放電中的作用。 第二章 介質阻擋放電（DBD）的深入研究 全麵梳理瞭介質阻擋放電的物理特性，包括其非均勻性、絲狀放電與均勻放電的轉換機製。詳細分析瞭介質材料、幾何結構對放電形態和等離子體參數的影響。探討瞭脈衝高壓DBD在産生高活性自由基方麵的優勢。 第三章 射頻與直流耦閤等離子體源 闡述瞭容性耦閤等離子體（CCP）和電感耦閤等離子體（ICP）的設計原理、等離子體耦閤效率和功率耦閤機製。重點分析瞭等離子體鞘層結構、離子能量分布對下遊處理過程的影響。介紹瞭磁場增強等離子體源（如ECR、磁控濺射）的工作原理。 第四章 低溫等離子體在錶麵改性中的應用 本章關注如何利用低溫等離子體對材料錶麵進行刻蝕、沉積和功能化處理。涵蓋瞭等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）中的反應動力學，以及反應離子刻蝕（RIE）中對材料選擇性和深寬比的控製。 --- 第三捲：等離子體在環境與能源領域的應用 本捲聚焦於低溫等離子體技術在解決能源危機、環境汙染和可持續發展問題中的創新應用。 第一章 等離子體在汙染物去除中的應用 詳盡分析瞭非熱力學等離子體（如介質阻擋放電、電暈放電）在去除揮發性有機化閤物（VOCs）、氮氧化物（$ ext{NO}_x$）、硫氧化物（$ ext{SO}_x$）中的作用機理。重點討論瞭等離子體如何高效地産生氧化性自由基（如$ ext{OH}$, $ ext{O}$, $ ext{O}_3$）並與汙染物發生反應。 第二章 氣體放電與溫室氣體轉化 研究瞭利用高能電子直接撞擊或等離子體中性粒子介導的機製，實現對二氧化碳 ($ ext{CO}_2$) 和甲烷 ($ ext{CH}_4$) 的有效活化和轉化。探討瞭等離子體在甲烷乾重整、$ ext{CO}_2$電催化還原製備閤成氣或液體燃料中的能耗與效率分析。 第三章 等離子體在燃燒與燃料處理中的前沿應用 討論瞭等離子體輔助燃燒技術，包括如何利用電場預處理燃料，改善火焰穩定性、降低汙染物排放。研究瞭等離子體在生物質氣化和燃料淨化過程中對復雜有機物的解聚和改性作用。 第四章 等離子體在儲能和電化學領域的耦閤 探討瞭等離子體與電化學過程的交叉應用，例如利用等離子體誘導的錶麵活性提高電極材料的性能，以及在電容器和電池充放電過程中等離子體對電解質界麵行為的調控作用。 --- 第四捲：生物醫學與材料科學中的等離子體應用 本捲展示瞭低溫等離子體在生命科學、醫療健康和先進材料製備領域展現齣的獨特優勢。 第一章 低溫等離子體生物效應與滅菌機理 深入解析瞭低溫等離子體對微生物（細菌、病毒、孢子）的殺滅機製，包括活性氧、活性氮物種的産生、紫外輻射的作用以及電場對細胞膜的物理擾動。對比瞭等離子體滅菌相對於傳統方法的優越性。 第二章 等離子體在生物醫學工程中的應用 詳細介紹瞭等離子體處理對生物組織、細胞的非損傷性改性技術。內容包括等離子體在促進傷口愈閤、血液凝固、藥物輸送載體錶麵功能化、以及誘導細胞凋亡等方麵的研究進展。 第三章 等離子體在先進材料製備中的精確控製 聚焦於利用等離子體技術製備具有特定結構和性能的納米材料和薄膜。例如，等離子體輔助納米粒子閤成、介電彈性體薄膜的沉積與錶麵處理，以及等離子體在碳基材料（如石墨烯、碳納米管）功能化中的作用。 第四章 等離子體在精密加工與錶麵處理中的新發展 介紹瞭等離子體束流技術在高速、高精度材料加工中的應用，如離子束刻蝕（IBE）和離子注入技術。探討瞭如何利用等離子體實現復雜三維結構件的錶麵強化和塗層製備。 --- 本叢書的特點： 係統性與前沿性並重： 既有紮實的理論基礎介紹，又緊密結閤當前國際研究熱點和最新突破。 跨學科融閤： 充分體現瞭氣體放電與等離子體作為平颱技術，在物理、化學、工程、生物等領域的多功能性。 內容權威： 嚴格的同行評議製度，確保瞭每捲內容的科學嚴謹性和技術先進性。 本叢書是氣體放電與等離子體研究領域的科研人員、工程師、高校師生及相關産業從業人員不可多得的參考工具書。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，簡直就是一場對現代材料科學與環境工程領域最新進展的探索之旅。我發現作者在探討等離子體在汙染物降解方麵的應用時，展現齣瞭極強的跨學科視野。書中詳細分析瞭活性粒子（如O3、OH自由基）的生成效率與反應路徑，並將其與實際的工業廢氣處理流程相結閤，提齣瞭多種優化方案。例如，它對比瞭等離子體協同催化氧化（PCO）和單獨等離子體處理的優劣勢，並用量化的指標進行瞭評估，這對於我們這些關注實際環境效益的人來說，信息量巨大。我特彆喜歡其中關於等離子體在薄膜沉積中的應用描述，它巧妙地將真空技術與大氣等離子體的優勢進行瞭權衡比較，幫助讀者在選擇技術路徑時做齣更明智的決策。這本書的視角非常前沿，完全緊跟國際熱點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性真的超乎我的預期，它更像是一本“動手指南”而非純理論教材。作者非常注重工程實踐中的可操作性，這一點從其對各種等離子體源（從微波等離子體到容性耦閤放電）的詳細結構解析就能看齣來。我最近在設計一個小型實驗平颱，書中關於電源驅動電路的選擇、氣體配比的初步設定以及安全注意事項的強調，直接解決瞭我的燃眉之急。它不僅告訴我們現象是什麼，更重要的是指導我們如何安全、高效地在實驗室或工廠環境中實現並控製這些等離子體。對於那些需要快速將理論轉化為實際應用的技術工程師們來說，這本書的價值是無法估量的。它彌補瞭純理論書籍在工程實現細節上的空白，是連接科學研究與工業生産之間的一座堅實橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計深得我心，那種深邃的藍色調，仿佛直接把我拉入瞭微觀世界的奇妙景象中。我記得第一次翻開它，就被裏麵精美的插圖和清晰的理論推導所吸引。它不像有些教科書那樣晦澀難懂，而是用一種非常直觀的方式，將那些復雜的物理現象娓娓道來。比如，關於輝光放電的章節，作者通過大量的實驗數據和圖錶，清晰地展示瞭電場強度、氣壓與放電模式之間的微妙聯係，讓我對等離子體的産生機理有瞭更深刻的理解。更難得的是，作者在介紹基礎理論的同時，還穿插瞭許多工程應用實例，比如高效照明、錶麵處理等，這使得原本看起來“高冷”的等離子體技術，變得觸手可及，充滿瞭實際解決問題的潛力。這本書的排版也非常考究，字體大小適中，注釋詳盡，即便是初學者也能比較順暢地閱讀和理解，絕對是值得反復研讀的專業佳作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度令人印象深刻，它更像是一部集大成者的工具書，而不是單純的入門指南。我尤其欣賞作者在處理復雜流體力學和電動力學耦閤問題時的嚴謹態度。書中對非平衡等離子體的診斷技術進行瞭詳盡的論述，從Langmuir探針的原理、誤差分析到更先進的光譜診斷方法，幾乎涵蓋瞭所有主流的技術路綫。我最近在進行DBD（介質阻擋放電）的研究，書中對不同介質材料下放電特性的影響分析，直接為我的實驗參數優化提供瞭寶貴的參考方嚮。它不僅僅告訴你“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼會這樣”，大量的公式推導雖然挑戰閱讀者的數學功底，但正是這種對機理的深挖，纔保證瞭結論的可靠性和指導性。對於有一定基礎，希望嚮專業領域邁進的研究者來說，這本書是不可或缺的案頭參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格非常“老派”而又令人信服，它沒有太多花哨的修飾，而是依靠紮實的物理圖像和邏輯推理來構建知識體係。我感覺自己仿佛在聽一位經驗極其豐富的老教授在娓娓道來，那種沉穩和自信，讓人不由自主地想要跟隨他的思路。在關於電弧放電和高功率等離子體處理的部分，作者沒有迴避高難度區域，反而將其作為重點進行梳理。對於理解瞬態過程和能量耦閤機製，這本書提供瞭非常清晰的框架。它不像某些網絡資源那樣零散，而是提供瞭一個完整的知識地圖，讓你知道每一個知識點在整個學科體係中的位置。尤其是對等離子體鞘層理論的講解，層次分明，從德拜長度的定義到電勢分布的建立，每一步都處理得極為精細，讓人感覺對這個基礎概念的理解達到瞭前所未有的清晰度。