中文摘要：

随着高新技术发展的需求，高可靠性和稳定性的特殊性能新材料不断出现，而这些材料的制备和加工大多需在非常规的以及相对高可控的稳定工艺环境和过程中实现。减压热等离子体材料制备工艺，正是应这种实际应用需求而产生的。目前该类工艺仍主要依赖于实际使用经验，因而一直发展缓慢。根据申请人多年减压等离子体材料制备工艺方面的认知积累，认为射流能量波动、轴向速度变化、与加入其中的不同尺度的固相颗粒的相互作用等问题，是制

结论摘要：

高可控减压热等离子体材料制备工艺是等离子体材料工艺的发展趋势之一。然而该类工艺目前仍主要依赖于实际使用经验，缺乏系统实验研究。本项目通过改变等离子体参数，在减压条件下产生纯氩、氩-氮、氩-氢直流层流和湍流等离子体射流，采用静电探针、高感度ICCD、高速摄像、图像分析等手段系统实验研究了等离子体参数变化与其波动特性的规律。发现超过10%的电源参数波动并不妨碍层流等离子体射流的产生和维持，气流量的增加或真空室压力的增高使弧电压的高频波动幅度变大，射流的空间和时间稳定性变差，也使射流下方探针采集的电压信号变得紊乱。随着腔压升高，等离子体弧根变得更加集聚。加入辅助气体会显著改变弧根的贴附形式，即便氢气的添加量仅为5%也会使纯氩等离子体的扩散型弧根转变为氩-氢集聚型。氮和氢的加入对弧根强度影响规律不同。氩-氢弧根的周向运动具有突跳特性，突跳速度可高达200度/毫秒以上。层流射流在等离子体发生器出口中心处的速度可超过1000m/s，远超过以往的预估值。层流射流轴向速度约10m/（s.mm），远小于其径向梯度。这些研究结果为把握减压条件下的等离子体射流波动特性和参数变化规律提供了数据积累。