大气压微波等离子体射流装置设计及实验研究

Ⅰ 等离子体射流产生的放点原理，空气击穿场强是多少

大气压下非平衡等离子体射流的物理特性中最吸引人的部分莫过于其传播机理。按专照不同的传播机属理将等离子体射流分为两类：电场驱动的等离子体射流和流体驱动的等离子体射流。
能够产生电场驱动的等离子体射流的装置结构有很多种。国内外的研究人员对这种等离子体射流进行了广泛的研究，并对其物理机理进行了深入探讨。尽管这些射流的结构有很多种，但就工作气体而言，迄今为止所观察到的电场驱动的等离子体射流都是在惰性气体条件下产生的。
目前对流体驱动等离子体射流的研究很少。Lu的课题组首次通过实验发现等离子体射流[3] 存在这种传播方式。他们所采用的装置由1根毛细介质管，以及1个位于介质管内的针电极和1个位于介质管前端的环电极构成。毛细介质管中通入高速氮气。2个电极分别接高压和大地，等离子体在针电极和环电极之间产生，并从毛细管中喷射出来。研究表明该等离子体射流是流体驱动的。

Ⅱ 微生物育种的诱变育种

1.1物理诱变
1.1.1紫外照射
紫外线照射是常用的物理诱变方法之一，是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm，因此在260nm 的紫外辐射是最有效的致死剂。紫外辐射的作用已有多种解释，但比较确定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚体[1]。二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对，所以可能导致突变甚至死亡[2]。
紫外照射诱变操作简单，经济实惠，一般实验室条件都可以达到，且出现正突变的几率较高，酵母菌株的诱变大多采用这种方法。
1.1.2电离辐射
γ- 射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一，具有很高的能量，能产生电离作用,可直接或间接地改变DNA 结构。其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基，或者脱氧核糖的化学键和糖- 磷酸相连接的化学键。其间接效应是能使水或有机分子产生自由基，这些自由基可以与细胞中的溶质分子发生化学变化，导致DNA 分缺失和损伤[2]。
除γ- 射线外的电离辐射还有X- 射线、β- 射线和快中子等。电离辐射有一定的局限性，操作要求较高，且有一定的危险性，通常用于不能使用其他诱变剂的诱变育种过程。
1.1.3离子注入
离子注入是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术，主要用于金属材料表面的改性。1986 年以来逐渐用于农作物育种，近年来在微生物育种中逐渐引入该技术[3]。
离子注入时，生物分子吸收能量，并且引起复杂的物理和化学上的变化，这些变化的中间体是各类活性自由基。这些自由基，可以引起其它正常生物分子的损伤，可使细胞中的染色体突变，DNA 链断裂，也可使质粒DNA 造成断裂。由于离子注入射程具有可控性，随着微束技术和精确定位技术的发展，定位诱变将成为可能[4]。
离子注入法进行微生物诱变育种，一般实验室条件难以达到，目前应用相对较少。
1.1.4 激光
激光是一种光量子流，又称光微粒。激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合应用，直接或间接地影响有机体，引起细胞染色体畸变效应、酶的激活或钝化，以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变。光量子对细胞内含物中的任何物质一旦发生作用，都可能导致生物有机体在细胞学和遗传学特性上发生变异。不同种类的激光辐射生物有机体，所表现出的细胞学和遗传学变化也不同[5]。
激光作为一种育种方法，具有操作简单、使用安全等优点，近年来应用于微生物育种中取得不少进展。
1.1.5 微波
微波辐射属于一种低能电磁辐射，具有较强生物效应的频率范围在300MHz~300GHz，对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升。从而引起生理生化反应；非热效应指在微波作用下，生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下，生物体会产生一系列突变效应[6]。
因而,微波也被用于多个领域的诱变育种，如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种，并取得了一定成果。
1.1.6 航天育种
航天育种，也称空间诱变育种，是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间，利用宇宙空间特殊的环境使生物基因产生变异，再返回地面进行选育，培育新品种、新材料的作物育种新技术。空间环境因素主要有微重力，空间辐射，以及其它诱变因素如交变磁场，超真空环境等，这些因素交互作用导致生物系统遗传物的损伤，使生物发生诸如突变、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。
航天育种较其它育种方法特殊，是航天技术与微生物育种技术的有机结合，技术含量高，成本高，个体研究者或一般研究单位都难以实现，只能与航天技术相结合，由国家来完成。
1.1.7 常压室温等离子体诱变育种
常压低温等离子体（Atmospheric and Room Temperature Plasma）简称为ARTP，指能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子（包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）浓度的等离子体射流。ARTP技术作为一种新型的物理方法，在微生物诱变育种领域有着广阔的应用前景。
等离子体中适当剂量的活性粒子作用于微生物，能够使微生物细胞壁/膜的结构及通透性改变，并引起基因损伤，菌株出现遗传物质损伤后，微生物启动SOS修复机制，其诱导产生DNA聚合酶Ⅳ和V，它们不具有3ˊ核酸外切酶校正功能，于是在DNA链的损伤部位即使出现不配对碱基，复制仍能继续前进。在此情况下允许错配可增加存活的机会。ARTP对遗传物质造成的损伤，多样性较高；又SOS诱导修复本身为容错性修复，因此，ARTP多样性的损伤将可能在修复过程中包容于DNA链中，在微生物进行复制修复时，其可能带来多样性的错配可能。
ARTP应用于微生物突变育种，成本低、操作方便，没有很多物理诱变设备（如离子束注入等）所需的离子或电子加速、真空和制冷等附属设备；ARTP对遗传物质的损伤机制多样，具有较高的正突变率，突变性能多样，对于真菌、细菌、藻类等都有效果；ARTP对环境无污染，保证操作者的人身安全，无论用何种气体放电，其均无有害气体产生。

Ⅲ 低温等离子体的产生方法

辉光放电，电晕放电，介质阻挡放电，射频放电，滑动电弧放电，射流放电，大气压辉光放电，次大气压辉光放电
辉光放电(GlowDischarge)辉光放电属于低气压放电(low pressure discharge)，工作压力一般都低于10mbar，其构造是在封闭的容器内放置两个平行的电极板，利用电子将中性原子和分子激发，当粒子由激发态(excited state)降回至基态(ground state)时会以光的形式释放出能量。电源可以为直流电源也可以是交流电源。每种气体都有其典型的辉光放电颜色(如下表所示)，荧光灯的发光即为辉光放电。因此，实验时若发现等离子的颜色有误，通常代表气体的纯度有问题，一般为漏气所至。辉光放电是化学等离子体实验的重要工具，但因其受低气压的限制，工业应用难于连续化生产且应用成本高昂，而无法广泛应用于工业制造中。到2013年止的应用范围仅局限于实验室、灯光照明产品和半导体工业等 。
部分气体辉光放电的颜色 Gas Cathode Layer Negative Glow Positive Column He
Ne(neon)
Ar
Kr
Xe
H2
N2
O2
Air red
yellow
pink
-
-
red-brown
pink
red
pink pink
orange
dark-blue
green
orange-green
thin-blue
blue
yellow-white
blue Red-pink
red-brown
dark-red
blue-purple
white-green
pink
red-yellow
red-yellow
red-yellow 电晕放电(CoronaDischarge)
气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到光亮，并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段 。电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间,并形成负离子,在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流，电晕放电可以在大气压下工作，但需要足够高的电压以增加电晕部位的电场。一般在高压和强电场的工作条件下，不容易获得稳定的电晕放电，亦容易产生局部的电弧放电(arc)。为提高稳定性可将反应器做成非对称(asymmetric)的电极形式（如下图所示）。电晕放电反应器的设计主要参考电源的性质而有所不同，有直流电晕放电(DC corona)和脉冲式(pulsed corona)电晕放电。利用电晕放电可以进行静电除尘、污水处理、空气净化等。地面上的树木等尖端物体在大地电场作用下的电晕放电是参与大气电平衡的重要环节。海洋表面溅射水滴上出现的电晕放电可促进海洋中有机物的生成，还可能是地球远古大气中生物前合成氨基酸的有效放电形式之一。针对不同应用目的研究，电晕放电是具有重要意义的技术课题 。
介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)
介质阻挡放电(DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为10～10。电源频率可从50Hz至1MHz。电极结构的设计形式多种多样。在两个放电电极之间充满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。在实际应用中，管线式的电极结构被广泛的应用于各种化学反应器中，而平板式电极结构则被广泛的应用于工业中的高分子和金属薄膜及板材的改性、接枝、表面张力的提高、清洗和亲水改性中 。
介质阻挡放电通常是由正弦波型(sinusoidal)的交流(alternatingcurrent, AC)高压电源驱动，随着供给电压的升高，系统中反应气体的状态会经历三个阶段的变化，即会由绝缘状态(insulation)逐渐至击穿(breakdown)最后发生放电。当供给的电压比较低时，虽然有些气体会有一些电离和游离扩散，但因含量太少电流太小，不足以使反应区内的气体出现等离子体反应，此时的电流为零。随着供给电压的逐渐提高，反应区域中的电子也随之增加，但未达到反应气体的击穿电压(breakdown voltage; avalanche voltage)时，两电极间的电场比较低无法提供电子足够的能量使气体分子进行非弹性碰撞，缺乏非弹性碰撞的结果导致电子数不能大量增加，因此，反应气体仍然为绝缘状态，无法产生放电，此时的电流随着电极施加的电压提高而略有增加，但几乎为零。若继续提高供给电压，当两电极间的电场大到足够使气体分子进行非弹性碰撞时，气体将因为离子化的非弹性碰撞而大量增加，当空间中的电子密度高于一临界值时及帕邢(Paschen)击穿电压时，便产生许多微放电丝(microdischarge)导通在两极之间，同时系统中可明显观察到发光(luminous)的现象此时，电流会随着施加的电压提高而迅速增加 。在介质阻挡放电中，当击穿电压超过帕邢(Paschen)击穿电压时，大量随机分布的微放电就会出现在间隙中，这种放电的外观特征远看貌似低气压下的辉光放电，发出接近兰色的光。近看，则由大量呈现细丝状的细微快脉冲放电构成。只要电极间的气隙均匀，则放电是均匀、漫散和稳定的。这些微放电是由大量快脉冲电流细丝组成，而每个电流细丝在放电空间和时间上都是无规则分布的，放电通道基本为圆柱状，其半径约0.1~0.3mm，放电持续时间极短，约为10~100ns，但电流密度却可高达0.1~1kA/cm，每个电流细丝就是一个微放电，在介质表面上扩散成表面放电，并呈现为明亮的斑点。这些宏观特征会随着电极间所加的功率、频率和介质的不同而有所改变。如用双介质并施加足够的功率时，电晕放电会表现出“无丝状”、均匀的兰色放电，看上去像辉光放电但却不是辉光放电。这种宏观效应可通过透明电极或电极间的气隙直接在实验中观察到。当然，不同的气体环境其放电的颜色是不同的 。虽然介质阻挡放电已被开发和广泛的应用，可对它的理论研究还只是近20年来的事，而且仅限于对微放电或对整个放电过程某个局部进行较为详尽的讨论，并没有一种能够适用于各种情况DBD的理论。其原因在于各种DBD的工作条件大不相同，且放电过程中既有物理过程，又有化学过程，相互影响，从最终结果很难断定中间发生的具体过程 。由于DBD在产生的放电过程中会产生大量的自由基和准分子，如OH、O、NO等，它们的化学性质非常活跃，很容易和其它原子、分子或其它自由基发生反应而形成稳定的原子或分子。因而可利用这些自由基的特性来处理VOCs，在环保方面也有很重要的价值。另外，利用DBD可制成准分子辐射光源，它们能发射窄带辐射，其波长覆盖红外、紫外和可见光等光谱区，且不产生辐射的自吸收，它是一种高效率、高强度的单色光源。在DBD电极结构中，采用管线式的电极结构还可制成臭氧O3发生器。21世纪的人们已越来越重视对DBD的研究与应用 。 物 质 介电系数 绝缘强度(kV/mm) Vacuum
Air
Amber
Bakelite
Fused Quartz
Neoprene
Nylon
Paper
Polyethylene
Polystyrene
Porcelain
Pyranol Oil
Pyrex Glass
Ruby Mica
Silicone Oil
Strontium Titanate
Teflon
Titanium Dioxide
Water (20℃)
Water (25℃) 1.00000
1.00054
2.7
4.8
3.8
6.9
3.4
3.5
2.3
2.6
6.5
4.5
4.5
5.4
2.5
233
2.1
100
80.4
78.5 Infinity
0.8
90
12
8
12
14
14
50
25
4
12
13
160
15
8
60
6
-
- 常见物质的介电系数和绝缘强度
射频低温等离子体放电（RadioFrequency Plasma Discharge)
射频低温等离子体是利用高频高压使电极周围的空气电离而产生的低温等离子体。由于射频低温等离子的放电能量高、放电的范围大，现在已经被应用于材料的表面处理和有毒废物清除和裂解中。射频等离子可以产生线形放电，也可以产生喷射形放电 。
滑动电弧放电(Glide Arc Discharge or PlasmaArc)产生低温等离子体
滑动电弧放电等离子体通常应用于材料的表面处理和有毒废物清除和裂解。下图中的滑动电弧由一对像图中所示的延伸弧形电极构成。电源在两电极上施加高压引起电极间流动的气体在电极最窄部分电击穿。一旦击穿发生电源就以中等电压提供足以产生强力电弧的大电流，电弧在电极的半椭圆形表面上向右膨胀，不断伸长直到不能维持为止。电弧熄灭后重新起弧，周而复始。其视觉观看滑动电弧放电等离子体就像火焰一般，但其平均温度却比较低即使将餐巾纸放在等离子体焰上也不会燃烧。它又被称为“索梯”(Jacog's Ladder)。滑动电弧放电产生的低温等离子体为脉冲喷射，但可以得到比较宽的喷射式低温等离子体炬(plasma torch) 。
射流低温等离子放电（Jet Discharge)
几十年来，等离子体炬（plasma torch）的个工业应用已经众所周知，例如，氩弧焊、空气等离子体切割机和等离子体喷涂等。这些设备中的核心部件通常称为等离子体炬，其等离子体中心温度达数千度，是热等离子体。近年来，人们为了进行有机材料，例如橡胶表面进行处理，以改善表面附着力，将等离子体炬的技术低温化和小型化，将热弧变为冷弧研制成射流低温等离子表面处理设备，喷枪出口温度仅数网络，甚至更低，并且已经开始向家用电器和汽车工业推广应用。有些高技术公司，例如中国的CORONA Lab.将这种技术产品化，可以用于高速在线处理 。1.大气射流低温等离子表面处理的原理流经冷弧等离子体射流枪的空气气流可以产生包括大量的氧原子在内的氧基活性物质，氧基等离子体照射材料表面，可以使附着于材料表面上的有机污染物C元素的分子分离，并变成二氧化碳后被清除；同时可以提高接触性能，从而可以提高接合强度和可靠性。2.大气射流低温等离子表面处理的工业应用a)不锈钢薄板对焊处的焊前处理不锈钢薄板对焊在工业中应用很普遍，例如太阳能热水器的内桶就是用0.4mm的不锈钢薄板卷成圆筒对焊制成。为了达到焊接要求，必须对焊接处进行必要的清洗。目前的清洗方法是湿法－人工用化学清洗剂擦洗，清洗成本高，有污染，很难实现自动化。大气射流低温等离子清洗技术是干法，运用于薄板对焊的前处理，可代替传统的人工用化学清洗剂擦拭，降低了清洗成本，可提高焊接质量，减少对环境的污染，可实现焊接区清洗的自动化。b)塑料板的表面处理塑料类，例如木塑是可以代用木材的新型材料，但表面油漆相当不易，这就大大限制了应用范围。如果用化学方法处理，价格高，污染大。为此，用大气射流低温等离子处理则材料表面会发生明显的变化：颜色略有变浅，反光度降低，呈亚光性；用手触摸可以感觉到表面略有粗糙；使喷漆的附着性能大大增强。经等离子体处理前后的附着力可以测试。测试方法：用划刀在待测部件表面划出垂直井字结构划痕，用软毛刷轻刷划线表面去掉碎沫。用透明胶带贴于划线上，胶带与样品间应无气泡，保持1～2分钟；以约60度角度恒定速度将胶带撕起。观察划线及正方形的完整度以判断附着力的大小。c)橡胶制品的处理橡胶在我们日常生活中大量使用，例如汽车的门封条。它的表面须要上漆或织绒。如果不经过低温等离子处理，则不易粘接。如果用化学清洗，既是离线的，又会污染环境。用在线等离子体处理是理想的解决办法。d)用于玻璃和金属平板处理空气等离子体射流可以处理玻璃和金属表面，不但有效地清除了来自于大气中浮游灰尘产生的有机污染物，而且改变了表面的性能且持续性足够长。因而可以提高产品的接合强度。此外，常压等离子体清洗还可以用于有机材料和金属材料表面 。
大气压下辉光放电(APGD)
经过近20年的发展，低气压低温等离子体已取得了很大进展。但由于其运行需抽真空、设备投资大、操作复杂、不适于工业化连续生产，限制了它的广泛应用。显然，最适合于工业生产的是大气压下放电产生的等离子体。大气压下的电晕放电和介质阻挡放电目前虽然被广泛地应用于各种无机材料、金属材料和高分子材料的表面处理中，但却不能对各种化纤纺织品、毛纺织品、纤维和无纺布等材料进行表面处理。低气压下的辉光放电虽然可以处理这些材料，但存在成本、处理效率等问题，目前无法规模化应用于纺织品的表面处理。长期以来人们一直在努力实现大气压下的辉光放电(APGD)。1933年德国VonEngel首次报道了研究结果 ，利用冷却的裸电极在大气压氢气和空气中实现了辉光放电，但它很容易过渡到电弧，并且必须在低气压下点燃，即离不开真空系统。1988年，Kanazawa等人报道了在大气压下使用氦气获得了稳定的APGD的研究成果，并通过实验总结出了产生APGD要满足的三个条件：（1）激励源频率需在1kHz以上；（2）需要双介质DBD；（3）必须使用氦气气体。此后，日本的Okazaki、法国的Massines和美国的Roth研究小组分别采用DBD的方法，用不同频率的电源和介质，在一些气体和气体混合物中宣称实现了大气压下“APGD”。1992年，Roth小组在5mm氦气间隙实现了APGD，并声称在几个毫米的空气间隙中也实现了APGD,主要的实验条件为湿度低于15%、气体流速50l/min、频率为3kHz的电源并且和负载阻抗匹配。他们认为“离子捕获”是实现APGD的关键。Roth等人用离子捕获原理解释APGD，即当所用工作电压频率高到半个周期内可在极板之间捕获正离子，又不高到使电子也被捕获时，将在气体间隙中留下空间电荷，它们影响下半个周期放电，使所需放电场强明显降低，有利于产生均匀的APGD。他们在实验室的一台气体放电等离子体实验装置中实现了Ar、He和空气的“APGD”。1993年Okazaki小组利用金属丝网（丝直径0.035mm，325目）电极为PET膜（介质）、频率为50Hz的电源，在1.5mm的气体（氩气、氮气、空气）间隙中做了大量的实验，并宣称实现了大气压辉光放电。根据电流脉冲个数及Lisajous图形（X轴为外加电压，Y轴为放电电荷量）的不同，他们提出了区分辉光放电和丝状放电的方法，即若每个外加电压半周期内仅1个电流脉冲，并且Lisajous图形为两条平行斜线，则为辉光放电。若半周期内多个电流脉冲，并且Lisajous图形为斜平行四边形，则为丝状放电。法国的Massines小组、加拿大的Ra小组和俄罗斯的Golubovskii小组对APGD的形成机理也进行了比较深入的研究工作。Massines小组对氦气和氮气的APGD进行了实验研究和数值模拟 ，除了测量外加电压和放电电流之外，他们用曝光时间仅10ns的ICCD相机拍摄了时间分辨的放电图像，用时空分辨的光谱测量记录了放电等离子体的发射光谱，并结合放电过程的一维数值模拟，他们认为，氮气中的均匀放电仍属于汤森放电，而氦气中均匀放电才是真正意义上的辉光放电，或亚辉光放电。他们还认为，得到大气压下均匀放电的关键是在较低电场下缓慢发展大量的电子雪崩。因此，在放电开始前间隙中必须存在大量的种子电子，而长寿命的亚稳态及其彭宁电离可以提供这些种子电子。根据10ns暴光的ICCD拍摄的放电图像，Ra小组发现，在大气压惰性气体He、Ne、Ar、Krypton的DBD间隙中，可以实现辉光放电。除了辉光放电和丝状放电之外，还存在介于前两者之间的第三种放电模式--柱状放电 。从上个世纪末，国内许多单位如科罗纳实验室、清华大学、大连理工大学、华北电力大学、西安交通大学、华中科技大学、中科院物理所、河北师范大学等先后开始了对APGD的研究。由于APGD在织物、镀膜、环保、薄膜材料等技术里域有着诱人的工业化应用前景，在大气压下和空气中实现辉光放电产生低温等离子体一直是国内外学者探寻的研究重点和热点。2003年，国家自然科学基金委员会将“大气压辉光放电”列为国家重点研究项目。APGD的研究也取得了一些进展，如He、Ne、Ar、Krypton惰性气体在大气压下基本实现了APGD，空气也已经实现了用眼睛看上去比较均匀的准“APGD”。目前，对APGD的研究结果和认识是仁者见仁，智者见智。APGD的研究方兴未艾，已经受到国内外许多大学和研究机构的广泛重视。由于大气压辉光放电目前还没有一个认可标准，（只要选择一定的介质阻挡装置、频率、功率、气流、湿度等）许多实验所看到的放电现象和辉光放电很相似即出现视觉特征上呈现均匀的“雾状”放电，而看不到丝状放电，但这种放电现象是否属于辉光放电目前还没有共识和定论 。
次大气压下辉光放电(HAPGD)产生低温等离子体
由于大气压辉光放电技术目前虽有报道但技术还不成熟，没有见到可用于工业生产的设备。而次大气压辉光放电技术则已经成熟并被应用于工业化的生产中。次大气压辉光放电可以处理各种材料，成本低、处理的时间短、加入各种气体的气氛含量高、功率密度大、处理效率高。可应用于表面聚合、表面接枝、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成及各种粉、粒、片材料的表面改性和纺织品的表面处理。次大气压下辉光放电的视觉特征呈现均匀的雾状放电；放电时电极两端的电压低而功率密度大；处理纺织品和碳纤维等材料时不会出现击穿和燃烧并且处理温度接近室温。次大气压辉光放电技术目前可用于低温材料、生物材料、异型材料的表面亲水处理和表面接枝、表面聚合、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成等工艺。由于是在次大气压条件下的辉光放电，处理环境的气氛浓度高，电子和离子的能量可达10eV以上。材料批处理的效率要高于低气压辉光放电10倍以上。 可处理金属、非金属、（碳）纤维、金属纤维、微粒、粉末等 。

Ⅳ 什么是等离子体简述等离子体的特征分类及主要参数

等离子体被称为物质的”第四态“，是一种具有电子，原子，离子或基团的满足准中性条件的电离气体。它是区别与常规的固态，液态，气态的另一种存在。特别是在星际物质当中。在地球上，我们常见的闪电也是等离子体中的一种，是在具有不同电位的云层之间形成气体击穿而产生的火花放电。在地球两极上，因为太阳风暴（高能粒子风）在经过地球两极磁极时，高能粒子轰击空气中的氧气，氮气等气体，使其电离和激发，后沿地磁线运动，并产生多彩的极光，也属于等离子体。
等离子体可以由气体放电产生，也可以使气体不断加热而产生。
按照等离子体的温度不同可分为高温等离子体和低温等离子体。
比如在受控核聚变当中使用托卡马克磁约束产生的高温等离子体，其原理就是利用磁场束缚等离子体并使其不断加热，最终发生氢核聚变反应。这其实是模拟太阳上时时刻刻的聚变反应，之所以称为高温，是因为其芯部温度可以达到上亿度（K, 注11600K相当于1个eV）。
低温等离子体，比如弧光灯，辉光放电灯，射频放电等离子体刻蚀机等，这些气体放电产生的等离子体温度在几百K到上千K，远低于高温等离子体。
高温和低温虽然是根据温度划分，但是要区别与我们常见事物的温度，并不是说低温就像室温差一样。
低温等离子体中又可以分为热等离子体和冷等离子体，这是根据等离子体中离子和电子温度是否处于热平衡状态来讨论的。热等离子体说的是电子和离子处于局部热力学平衡态，它们各自的温度差不多。比如电弧等离子体焊机所产生的热等离子体，电子温度和离子温度都可达到几千度。
冷等离子体说的是电子温度虽然很高可达到上万度（K），对，是上万度，然而离子温度却有几百K左右，甚至仅达到室温。那么我们之所以感觉不到冷等离子体很热，是因为其中只有电子温度很高，而离子和原子温度较低，电子由于质量过于微小，能量传递效率极低，因此我们感觉不到它的温度，比如大气压冷等离子体射流放电可以被用来皮肤杀毒，我们能感受到它的温度就跟温水差不多。
等离子体根据其他条件还可以分为强电离和弱电离等离子体，强耦合和弱耦合等离子体，根据密度可分为致密等离子体和低密度等离子体。比如星际气体就属于稀薄低密度等离子体，而惯性约束聚变中利用激光打向靶丸产生的致密高温高热等离子体就属于高密度等离子体。
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等离子体中的主要参数包括密度，电子温度，离子温度，德拜半径，电离度。这几个是最重要的参数，那么诊断这些参数的方法有，电探针，磁探针，发射光谱，吸收光谱，激光诱导荧光，质谱等。
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本回答在其他任何地方都搜所不到，纯属个人理解和手打，本人等离子体物理专业，错误难免，谢谢交流。

Ⅳ 核西物院待遇

核工业西南物理研究院建院于1965年，隶属中国核工业集团公司，是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院，集科学研究、技术开发、人才培养、生产经营于一体。在国家有关部委的支持下，依托核工业体系，经过40多年的努力，拥有完整的进行核聚变能源开发所需的学科及相关实验室，先后承担并出色完成国家“四五”重大科学工程项目“中国环流器一号装置研制”及“十五”“中国环流器二号A(HL-2A)装置工程建设项目”建设任务，实现了我国核聚变研究由原理探索到大规模装置实验的跨越发展，是我国磁约束核聚变领域唯一获得过国家科技进步一等奖单位。首创的分子束加料技术广泛应用于JET等国际知名聚变研究装置，HL-1M（HL-1的改进装置）装置实验研究数据列入ITER实验数据库，12种等离子体诊断设施列入国际托卡马克物理活动（ITPA）组织的诊断数据库，为我国核聚变能源开发事业做出了重要贡献。

本院创建于二十世纪六十年代中期，位于四川省乐山市郊区，“七五”期间部分迁至成都市，九十年代于成都市近郊新建了聚变研究实验基地，2000年与成都理工大学合作在乐山基地创办了“成都理工大学乐山学院”，该学院2003年发展为“成都理工大学工程技术学院”。全院现有职工1700余人，科技人员1190人，其中中国科学院院士1人,研究员66人，副研究员及高级工程师164人，中级研究人员357人。

本院主要科研方向是磁约束受控核聚变，包括等离子体约束、平衡、加热实验与理论研究以及高压大电流、超高真空、强磁场、强流离子源、微波加热、自动控制、复杂信息获取与处理、低温深冷、超导、大型电物理装置设计建造与维护维修、聚变堆工艺与材料等方面的研究。经过近40年的艰苦奋斗，建成了22个受控核聚变等离子体实验研究装置，开展了一系列物理实验。特别是1984年建成的中国环流器一号（HL－1）和1994年建成的中国环流器新一号（HL－1M）两个中型托卡马克装置及其实验研究成果，代表了当时我国磁约束聚变实验研究的水平，处于国际上同类型、同规模装置的先进行列。我国第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置中国环流器二号 A（HL－2A）于 2002年建成,利用该装置开展国际前沿物理实验必将把我国核聚变实验研究的整体水平和国际地位提升到一个崭新的高度。本院自“七五”以来，承担的国家“863”高技术项目“聚变－裂变混合堆研究”也取得了丰硕成果，倍受国际聚变界关注。

80年代中期，本院部份科技人员转向国民经济建设主战场，致力于核聚变与等离子体应用技术的成果转化，已成功地开发出材料改性多功能离子注入机系列、等离子体镀膜机系列、低温改性处理机、低温冷凝吸附泵、多媒体大屏幕显示屏、核磁共振成像稀土永磁体及超导磁体、真空计等高新技术产品 及相关的新技术、新工艺，广泛应用于工业、科研与日常生活等领域，具有很高的经济效益和社会效益。

本院的研究与开发工作坚持高起点、高标准,瞄准国际前沿课题与先进水平，广泛利用国际合作,取得了一大批具有特色的科技成果。目前已与国际原子能机构及美国、德国、日本、俄罗斯、英国、法国等30多个国际组织和国家的科研机构、大学及企业建立了合作关系。每年都有外藉科学家来院讲学、进行学术交流或短期技术合作。自改革开放以来我院先后派出600多人次赴国外工作、进修和学术交流。建院40多年来,全院已取得了5000多项科研成果，获部省级成果奖400多项，获国家科技进步奖18项，其中国家科技进步一等奖1项，二等奖3项。

本院十分注重人才培养，分别于1978年和1986年经国务院学位委员会和国家教育部批准招收、培养硕士研究生和博士研究生，并于1999年经全国博士后管理委员会批准建立博士后流动站，已培养出200余名硕士、70余名博士研究生。此外，选派优秀科技工作者到国内外进修也是本院培养人才的重要途径。2000年经四川省教育厅批准， 成都理工大学在本院乐山基地建立了乐山学院 ，2003年发展为成都理工大学工程技术学院 ，从事硕士、本、专科学历教育。

至于机械专业 该院前途不错 但并不是最主要专业 并不是太好
至于待遇 不太好说 要看学历及工作能力 以及职业种类选择
机械专业前景比较客观 但前提是技术与学院推荐等

Ⅵ 等离子体和微波等离子体两者有什么区别

微波诱导微放电源是基于“微波带”技术在大气压环境下产生的一种微等离子体,
它被广回泛应用于气相色谱中原子答发射光谱激发源.
微波带技术的使用不仅可以将微波精确指向间隙区,
同时也减少了不必要的外空间辐射损失,有利于耦合效率的提高,
从而获得高密度等离子体.

Ⅶ 等离子产生温度大约是多少

冰升温至0℃会变成水，如果继续使温度上升至100%，那么水就会沸腾成为水蒸气。我们知道，随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的火焰就处于这种状态)。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体(plasma)。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。

从刚才提到的微弱的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M·Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊等等。给出了主要类型的等离子体的密度和温度的数值。从密度为106(单位：个／m3)的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。其温度分布范围则从100 K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K(1-10亿度)。温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位，1 eV=11 600 K。

通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。设它们的密度分别为ne ,ni ,nn ，由于 (准电中性)，所以电离前气体分子密度为ne ≈ nn。于是，我们定义电离度β = ne / (ne + nn)，以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%，像这样β =1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1% (β≥10-2 )的称为强电离等离子体，像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β <10-3 )，称之为弱电离等离子体。

若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行，那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能，从而使等离子体达到热平衡状态。若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te，Ti，Tn，我们把这三种粒子的温度近似相等(Te ≈ Ti ≈ Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma)，在实际的热等离子体发生装置中，阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入的工作气体发生电离，输出的等离子体呈喷射状，可用作等离子体射流(plasma jet)、等离子体喷焰(plasma torch)等。

另一方面，数百帕以下的低气压等离子体常常处于非热平衡状态。此时，电子在与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量，所以有Te>>Ti , Te>>Tn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体(cold plasma)。当然，即使是在高气压下，低温等离子体还可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式来生成。

生成条件:高温使得固体或液体变为气体，然后可以在进一步的高温或者微波的轰击、高速电子的轰击（也就是高压放电）的条件下转化为等离子态。因此这种条件完全取决于被转化为等离子体的物质自身特性。

Ⅷ 诱变的物理诱变

物理诱变剂主要有紫外线，—射线，γ-射线，快中子，激光，微波，离子束等。 常压室温等离子体（Atmospheric and Room Temperature Plasma）的简称，（缩写为ARTP）能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子（包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）浓度的等离子体射流。按照热力学平衡状态，等离子体可分为三种：完全热力学平衡等离子体（也称高温等离子体，其电子温度（Te）、离子温度（Ti）和中性粒子温度（Tn）完全一致），局部热力学平衡等离子体（也称热等离子体，Te≈Ti≈Tn=3×10~3×10），以及非热力学平衡等离子体（也称冷等离子体，其Te≥Ti，Ti≈Tn）。
大气压辉光放电（Atmospheric Pressure Glow Discharge，APGD）是一个被广泛使用的、用来描述大气压条件下各种气体放电冷等离子体的总称。在各种大气压非平衡放电等离子体源中，采用裸露金属电极结构的大气压射频辉光放电（Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharge，RF APGD）等离子体源是近几年提出的一种新的大气压辉光放电冷等离子体源。为了从生物技术应用的角度突出这种等离子体源的特点，采用常压室温等离子体即ARTP来代表这种RF APGD等离子体源。
科学研究表明，等离子体中的活性粒子作用于微生物，能够使微生物细胞壁/ 膜的结构及通透性改变，并引起基因损伤，进而使微生物基因序列及其代谢网络显著变化，最终导致微生物产生突变。与传统诱变方法相比，采用ARTP能够有效造成DNA多样性的损伤，突变率高，并易获得遗传稳定性良好的突变株；
ARTP是常压室温等离子体（Atmospheric and Room Temperature Plasma）的简称，能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子（包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）浓度的等离子体射流。

Ⅸ 口腔医学毕业论文有哪些选题

口腔医学毕业论文题目一：

1、伴有或不伴有下颌偏斜的骨性Ⅲ类成人患者颞下颌关节形态和位置的CBCT研究
2、口腔锥形束CT对下颌牙种植位点线性测量精度的实验研究
3、牙龈卟啉单胞菌感染牙周膜成纤维细胞的体外实验研究
4、无牙颌种植修复临床回顾性研究及无牙颌种植固定修复咬合初步分析
5、产前暴露于纳米氧化锌对大鼠子代脑发育及成年期行为学特性的影响
6、我国入选PubMed数据库的生物医学期刊文献计量学分析
7、电针治疗对颞下颌关节紊乱综合症大鼠TNF-α、IL-1β影响的研究
8、86例腮腺多形性腺瘤外科治疗的回顾和分析
9、口腔黏膜潜在恶性疾患的临床诊治新观点
10、翼外肌在髁突矢状骨折愈合中对髁突应力分布作用的三维有限元研究
11、T-Scan应用于牙根纵裂患者咬合特征分析的初步研究
12、正畸治疗对不同类型错（牙合）畸形患者口腔健康生活质量的影响
13、成人正颌手术前后的心理特征及满意度的相关性研究
14、不同牙面处理方法对窝沟封闭剂微渗漏的影响
15、自锁托槽矫治器与直丝弓托槽矫治器排齐牙列的对比研究
16、构建3D打印牙齿模型及其形态仿真性研究
17、锥形束CT对下颌乳磨牙牙根及根管形态的研究
18、F大学口腔医学博士学位论文内容和质量研究
19、口腔医学专业人文素质教育现状调查及课程教学发展策略
20、口腔医学本科毕业考核中多站式考试的设计及效果评价研究
21、血链球菌细菌素对光滑念珠菌力学性质的影响
22、乳牙根中1/3折保守治疗的应用研究
23、牙髓切断术与牙髓摘除术在深龋露髓乳磨牙临床治疗中的对比研究
24、整合牙颌模型三维重构及其应用研究
25、江西省口腔医疗服务能力调查分析
26、玻璃纤维桩不同粘接方法粘接强度的系统评价和Meta分析
27、牙与固定修复体的动力学研究--振动分析和疲劳测试
28、口腔医学专业人才培养方案及系列课程综合改革研究
29、气电纺蚕丝蛋白纳米纤维的制备与组织工程研究
30、张应力诱导大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化的实验研究
31、可摘局部义齿支架计算机辅助设计与制作的初步研究
32、磁性附着体静磁场对人牙龈成纤维细胞和人牙周膜成纤维细胞生物学效应的基础研究
33、等离子浸没注入和多弧离子镀对纯钛及钛合金表面改性的基础研究
34、口腔卫生服务现况评价与口腔卫生人力预测研究
35、自制铸钛包埋材料铸造工艺与铸钛修复体铸造精度的研究

口腔医学毕业论文题目二：

36、口腔修复学教学及临床三维多媒体平台的建立
37、应用激光快速成形技术制作全口义齿钛基托的实验研究
38、纳米羟基磷灰石复合改性材料的制备及其抗龋性能研究
39、髁突在咬合载荷作用下的应力效应
40、磨牙烤瓷熔附金属全冠的有限元分析
41、固定义齿的临床应用及并发症
42、三种不同合金在人工唾液中耐腐蚀性能的研究
43、具有特色的中国高等口腔医学教育课程体系和教学内容改革探讨
44、第三代二膦酸盐（伊班膦酸钠）对正畸源性根吸收的作用研究
45、观察TT/TTB比色训练系统对口腔医学生比色准确率的影响
46、军队老干部口腔健康状况及其影响因素的调查研究
47、昆明医科大学附属口腔医院服务营销策略研究
48、人工牙的三维重建及其交互实现
49、应用不同类型附着体的下颌种植覆盖义齿的系统评价
50、牙釉质酸蚀技术在正畸临床中应用的系统评价
51、口腔医学数字影像处理及辅助诊疗系统
52、富血小板血浆（PRP）常温保存理化指标及PDGF-AB、TGF-β1含量变化的研究
53、长沙市开福区2~4岁儿童龋病流行情况调查及其相关因素分析
54、RP技术在口腔医学中的应用研究
55、添加纳米二氧化钛对硅橡胶抗菌性影响的实验研究
56、齿科钛金属的激光焊接性及接头应力有限元模拟
57、第一恒磨牙龋病流行病学调查和窝沟封闭预处理技术评价
58、不同年龄人群上颌第一磨牙咬合生理特征的初步研究
59、邢台市大学生口腔健康情况及其影响因素调查分析
60、基于虚拟环境的口腔实验教学模式研究
61、“第四届中国-东盟国际口腔医学交流与合作论坛”翻译实践报告
62、针对期刊的多类型信息计量指标实证研究
63、基于患者满意度的牙齿漂白方案的比较研究
64、改性纳米氧化铈对义齿树脂基托机械性能的影响
65、ICON评价新疆口腔医学生正畸需要量及难度
66、Raypex5根尖定位仪测量根管工作长度的临床评价
67、医学专科院校新生口腔健康知识与行为调查分析
68、小鼠骨髓间充质干细胞悬液短期保存的可行性及DNA酶Ⅰ预处理降低静脉注射风险性研究
69、商业口腔医疗保险需求调查分析与儿童牙科保险方案设计
70、我国口腔卫生法规和政策需求调查评估与发展策略

口腔医学毕业论文题目三：

71、人根尖乳头干细胞与牙髓干细胞体外生物学特性的比较研究
72、城、乡患错（牙合）畸形初中生自我意识和社交焦虑影响的分析研究
73、比较不同附着体应用于下颌种植覆盖义齿临床疗效的系统评价研究
74、椎束CT测量颌骨密度及评估种植体初期稳定性的可行性研究
75、等离子渗氮/氮化钛镀膜对纯钛铸件耐腐蚀性能影响的研究
76、基于TOP-HAT算法口腔医学图像的数据处理
77、医学科学学位研究生课程设置的研究
78、纳米非晶金刚石薄膜对牙科用纯钛及钴铬合金耐腐蚀性能的影响
79、下颌前磨牙桩核冠的有限元分析
80、恒牙列早期骨性Ⅲ类错（牙合）畸形不同骨面型垂直向特征的头影测量分析
81、基于DICOM的口腔医学影像存储管理系统的研究与实现
82、牙体组织精细三维有限元模型建立及应用的初步研究
83、颞下颌关节开口运动的生物力学研究
84、不同正畸力作用下大鼠行为反应与牙根吸收的相关研究
85、牙合垫治疗对深覆牙合的TMD患者颞下颌关节应力分布影响的有限元分析
86、颞下颌关节盘穿孔外科治疗的临床及影像学研究&病例报告
87、图像融合技术建立颞下颌关节有限元模型的生物力学分析研究
88、人下颌第一磨牙牙冠-牙周膜三维精细形态的初步研究
89、应用颧牙槽嵴种植体支抗进行上颌全牙列远移的三维有限元研究
90、应用Q方法探究成人正畸患者的矫治动机
91、All-on-4种植体位置分布对周围骨应力影响的三维有限元分析
92、模拟重度四环素牙瓷贴面修复的色彩管理
93、基于CBCT高效建立个性化上颌骨三维有限元模型的初步研究
94、三种矢状骨面型青少年在快速生长期上气道头影测量研究
95、开窗术和刮治术治疗牙源性颌骨囊肿的系统评价
96、近β钛合金TLM双层辉光离子渗氮表面改性的实验研究
97、倾斜种植体与轴向种植体联合修复义齿的系统评价
98、我军陆军师口腔保健现状典型调查与发展策略研究
99、IPSe
100、TNF-α对SCAP与PDLSCs体外增殖活性影响的比较研究
101、乌鲁木齐市613例维吾尔族患者牙齿磨耗程度的调查研究
102、咬合异常与颞下颌关节紊乱病相关性研究
103、牙髓干细胞对牙髓牙本质复合体再生修复作用的研究
104、套筒冠义齿修复孤立基牙的三维有限元应力分析
105、新疆医科大学维吾尔族及汉族大学生颞下颌关节紊乱与心理因素的相关性研究

口腔医学毕业论文题目四：

106、单侧下颌第一磨牙缺失对咀嚼肌肌电的影响
107、汉族人上颌中切牙牙根直径及根管管径与年龄相关性的初步研究
108、锥形束CT结合冲击式气动手机在微创拔除上颌前部埋伏牙中的应用
109、单侧第一磨牙缺失对咬合及下颌骨对称性的影响及两者相关性的研究
110、双侧单磨牙渐进性咬合紊乱对大鼠髁突软骨厚度及软骨中PCNA、OCN、BMP-2表达的影响
111、关中地区汉族人群恒牙形态学研究
112、单端固定桥修复下颌游离端缺牙的光弹性分析
113、激光快速成形技术制作纯钛基底冠的可行性实验研究
114、激光快速成形技术制作镍铬合金基底冠的可行性实验研究
115、口腔测量数据三维可视化技术研究
116、新型口腔领域专用激光烧结成型蜡初步研究
117、我国1950-2005年龋病研究文献分析
118、苏木、滇重楼、丁香对牙菌斑生物膜影响的体外研究
119、汉族人群上颌第一前磨牙牙根及根管形态学研究
120、玻璃纤维桩长度和纤维含量对牙体抗折强度的影响
121、前牙美学修复病例报告
122、颌面创伤致神经损伤的临床研究
123、新疆维吾尔族自治区口腔医疗机构及人力资源现况调查
124、颅底结构特征与矢状向错（牙合）的相关研究
125、口腔卫生士培养标准和课程设置研究
126、偏侧咀嚼患者的下颌运动特性分析
127、中国东乡族、保安族、裕固族口腔疾病流行病学研究
128、利用增龄性定量指标判定华中地区青少年生理年龄的研究
129、个体化舌侧矫治器微种植体支抗滑动法内收上前牙的生物力学特征研究
130、中药复方提取液对牙周可疑致病菌和人牙周膜细胞作用的临床和实验研究
131、纳米银颗粒和PLGA共涂层的不锈钢合金在抗菌和骨诱导方面的作用研究
132、精神心理因素与颞下颌关节紊乱病的关联研究
133、义齿模型三维重建算法的研究
134、闭合式上颌窦底提升术上颌窦黏膜力学研究
135、大气压常温等离子体射流源及其在根管治疗中的应用研究
136、改良富血小板血浆对乳牙牙髓干细胞增殖和成骨分化的作用研究
137、Twin-block矫治器矫治青少年安氏Ⅱ类1分类错（牙合）疗效的系统评价
（来源：学术堂）