氩气中铝丝电爆炸空间形态不均匀现象及其抑制方法

作     者：刘浩宇 郭小凡 庞先海 赵军平 张乔根 LIU Haoyu;GUO Xiaofan;PANG Xianhai;ZHAO Junping;ZHANG Qiaogen

作者机构：国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021 西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2024年第50卷第7期

页      面：3221-3234页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51577153) 

主　　题：铝丝电爆炸 空间形态不均匀性 沉积能量 超快光学诊断 不稳定性 

摘      要：铝丝电爆炸法制备纳米粉体具有低成本、高效率、产物纯度高且粒度分布可控等优势,其扩散阶段空间形态均匀性是影响纳米铝粉品质的关键因素。为此设计并搭建了铝丝电爆炸实验系统,可实现包括激光成像、分幅成像与辐射光谱分析的超快光学诊断。观测到铝丝电爆炸扩散阶段出现的等离子体晕层、“纺锤形结构、“拉链状结构、分层结构、局部热点、缺口、残留丝核等空间形态不均匀现象,并揭示了其产生原因包括氛围气体放电、径向非均匀汽化、热力学不稳定性、磁流体力学不稳定性。建立了基于自辐射图像的空间形态均匀性量化表征方法与判别准则。研究获得了气压与电流参数对阻性阶段及沉积能量特性的影响规律,并提出了空间形态不均匀性的抑制方法——增加气压与提高电流上升率,最终确定了可实现均匀电爆炸的参数选取方法。