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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

选题目的：

电弧等离子体是一种大电流气体放电现象, 它广泛应用于工业国防和科学研究中。如各种材料的焊接、切削、耐热耐磨涂层的喷镀以及金属及合金的粉末制造；在等离子体化工中, 用电弧作热源,可以进行许多低温不能实现的反应, 获得许多有用的新化合物；激光领域中,用连续的气体放电或脉冲放电作为激光器的泵浦源； 在宇航研究中, 用电弧等离子体模拟飞行器重返大气层和进入其他星际大气层的运动状态。可见等离子体在生活中应用十分广泛。

而等离子体是物质的第四态—-- 等离子态，它有许多独特的性质。从根本上来说, 等离子体的许多性质可以由组分和温度这两个参量来确定，只要知道这两个参量, 就可以确定等离子体的其他许多性质, 如电导电流密度、洛仑兹力、鞘层厚度以及定出电弧半径等。所以, 电弧等离子体的诊断在一定程度上就是确定其组分和温度。在焊接领域, 电弧焊占有主导地位, 若能准确的确定电弧等离子体的组分温度及电弧半径等参数, 则对于评价电弧的工艺性能和研究保护气体的性能等方面有重要意义。目前为止，对于等离子体各个方面性能的研究也日臻完善，但是以往的等离子体的诊断研究都是基于等离子体的一次电离而忽略了有二次电离存在时对等离子体诊断的影响。故本文将着重研究二次电离对等离子体光学诊断的影响。

2. 研究的基本内容

历年来对等离子体的研究层出不穷，但是大家普遍关注的是等离子体电子密度分布，光学特性等的诊断分析。应用莫尔层析，干涉层析等光学层析方法研究高温或者低温流场的等离子体的特性。并且以往对等离子体研究的影响因素也只考虑了一次电离对等离子体的影响，而忽略了二次电离对等离子体电离的影响。故本课题旨在通过折射率的测量，研究一次电离和一次电离及二次电离两种情况对不同成分的等离子体光学诊断的影响。而这项研究对于今后基于折射率测量的等离子体的光学诊断的研究将提供一定的参考，本文研究的主要内容有如下几点：

1、 首先，为了使本项研究更具有代表性和普遍性，选择单原子和双原子分子等离子体作为理论推导与分析的典型实例。同时选择不同成分的等离子体建立相应的折射率模型。

2、 其次，比较两种条件下等离子体的折射率1)考虑一次电离的折射率，2）考虑一次和二次电离的折射率。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

一、实行方案、进度安排：

1）准备阶段：（2016.1.1—2017.2.15）查阅相关电离效应和等离子光学诊断以及折射率模型构建、折射率模型温度重建等相关资料，了解和学习与课题相关的基础知识，关注课题研究的最新进展。

2）写论文阶段：（2017.2.15—2017.4.1）在学校查阅与课题有关的期刊文献，积极和老师进行交流。增强对论文脉络的掌控，建立折射率模型并推导折射率模型的温度重建，书写并完成论文。

4. 参考文献

.唐恩凌，张庆民，低温等离子体的诊断分析.电工材料 2008 no.2

2. 薛海涛，李桓，李俊岳“电弧等离子体折射率的理论计算”2004，机械工程学报

3. 奥切洛, 弗拉姆, 著.郑少白,译.等离子体诊断[ m] .北京:电子工业出版社, 1994