等离子体显示技术的基本原理

等离子体显示技术的基本原理
等离子体显示技术的基本原理

等离子体显示技术的基本原理

等离子体显示器又称电浆显示器,是继CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)后的最新一代显示器,其特点是厚度极薄,分辨率佳。可以当家中的壁挂电视使用,占用极少的空间,代表了未来显示器的发展趋势(不过对于现在中国大多数的家庭来说,那还是一种奢侈品)。

等离子体显示技术之所以令人激动,主要出于以下两个原因:可以制造出超大尺寸的平面显示器(50英寸甚至更大);与阴极射线管显示器不同,它没有弯曲的视觉表面,从而使视角扩大到了160度以上。另外,等离子体显示器的分辨率等于甚至超过传统的显示器,所显示图像的色彩也更亮丽,更鲜艳。

等离子体显示技术(Plasma Display)的基本原理是这样的:显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室(一般都是氙气和氖气的混合物),电流激发气体,使其发出肉眼看不见的紫外光,这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体,它们再发出我们在显示器上所看到的可见光。

换句话说,利用惰性气体(Ne、He、Xe等)放电时所产生的紫外光来激发彩色荧光粉发光,然后将这种光转换成人眼可见的光。等离子显示器采用等离子管作为发光元器件,大量的等离子管排列在一起构成屏幕,每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后,封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光激发平板显示屏上的红、绿、蓝三原色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素,由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和彩色的图像,与显像管发光很相似。

从工作原理上讲,等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别,在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普通日光灯和电视彩色图像,由各个独立的荧光粉像素发光组合而成,因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。另外,等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄,可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕,而厚度不到100毫米(实际上这也是它的一个弱点:即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸,只能面向大屏幕需求的用户,和家庭影院等方面)。依据电流工作方式的不同,等离子体显示器可以分为直流型(DC)和交流型(AC)两种,而目前研究的多以交流型为主,并可依照电极的安排区分为二电极对向放电(Column Discharge)和三电极表面放电(Surface Discharge)两种结构。

等离子体显示器具有体积小、重量轻、无X射线辐射的特点,由于各个发光单元的结构完全相同,因此不会出现CRT显像管常见的图像几何畸变。等离子体显示器屏幕亮度非常均匀,没有亮区和暗区,不像显像管的亮度——屏幕中心比四周亮度要高一些,而且,等离子体显示器不会受磁场的影响,具有更好的环境适应能力。

等离子体显示器屏幕也不存在聚焦的问题,因此,完全消除了CRT显像管某些区域聚焦不良或使用时间过长开始散焦的毛病;不会产生CRT显像管的色彩漂移现象,而表面平直也使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。同时,其高亮度、大视角、全彩色和高对比度,意味着等离子体显示器图像更加清晰,色彩更加鲜艳,感受更加舒适,效果更加理想,令传统显示设备自愧不如。

与LCD液晶显示器相比,等离子体显示器有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对快速变化的画面响应速度快等优点。由于屏幕亮度很高,因此可以在明亮的环境下使用。另外,等离子体显示器视野开阔,视角宽广(高达160度),能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有的更大观赏角度。当然,由于等离子体显示器的结构特殊也带来一些弱点。比如由于等离子体显示是平面设计,其显示屏上的玻璃极薄,所以它的表面不能承受太大或太小的大气压力,更不能承受意外的重压。等离子体显示器的每一个像素都是

独立地自行发光,相比显示器使用的电子枪而言,耗电量自然大增。一般等离子体显示器的耗电量高于300瓦,是不折不扣的耗电大户。由于发热量大,所以等离子体显示器背板上装有多组风扇用于散热。

外国等离子体技术公司

英国Tetronics公司 使用中间包加热装置的直接优点如下: (1).由于过热度低,通过回收冷包装料提高了收得率; (2).由于降低了钢水熔炼的过热度,节约了成本; (3).改善了大包和熔炼炉耐火材料的使用寿命,降低了出钢温度; (4).中间包的钢水温度控制精确,可生产洁净、质量稳定、细质等轴晶粒组织的优质钢。 英国TETRONICS公司是国际上一家知名的专营中间包加热装置的公司。过去的中间包加热装置是一种常用的单极火焰喷嘴,这种方式的装置,电极必须浸入在钢水中,以提供电弧电流的输出通道。这种系统需要整改中间包和中间包小车。现在,取而代之,TETRONICS 公司使用了一种双火焰喷嘴加热装置。 这种双火焰喷嘴加热装置,是一对正、负电极火焰喷嘴,它们位于中间包钢水熔池的上方,双火焰喷嘴提供电弧电流的输入和输出通道,不需要对中间包做任何大的整改。这种双火焰喷嘴加热装置的紧凑型设计还减少了热损失,加快了电能到热能的转换。该装置的投资成本收回周期为6个月。

美国Retech公司 https://www.360docs.net/doc/ec6316899.html,.tw/1_file/moeaidb/012844/2004071308.pdf Retech公司開發之專利技術PACT處理系統係利用傳輸型電弧電漿火炬(Transferred Arc Plasma Torch)產生1,400到1,700℃之高溫,直接加熱一定量之金屬及其氧化物以形成slag bath 。 此一高溫slag bath則保留在轉速為10到50 rpm之離心式爐體內,作為熔融處理之liquid bath, 在爐內負壓之環境下,進一步處理其他有害事業廢棄物。 PACT處理系統爐體之設計運用採電漿火炬離心式運轉,而非固定爐床式。 其相關之週邊系統設備,如進料系統、能源回收系統、空氣污染防治系統均與一般焚化系統並無太大差異,其處理系統流程如圖所示。 PACT處理系統流程圖

等离子体技术的应用

等离子体技术的应用 -------废气处理及航天推进器 等离子体是一种电离气体,由电子、离子、中性粒子等组成,属于物质的高能凝聚态。等离子体中含有大量的带电粒子,使得它与普通气体有着本质的区别,具有很多普通气体没有的特性。对等离子体的研究己发展成为一门独立的物理学分支——等离子体物理学,等离子体物理学在工程技术中的应用形成了大有发展前景的专门技术,即等离子体技术。近年来,等离子体技术的实际应用获得了快速的发展,应用领域越来越广泛。目前,世界各国正加紧研究把等离子体技术用于武器系统隐身、通信和探测、火炮发射、飞行器拦截、环境污染、航天推进等方面,等离子体技术的应用对未来具有深远的意义 一、环境污染 近几年来,等离子体技术在能源、信息、材料、化工、物理医学、军工、航天等领域中大量应用,同时,国外许多研究机构不断将等离子体技术应用在环境工程中。目前,等离子体技术处理废水、废气及固体废弃物的研究已经取得了一定进展。在环境监测中电感耦合等离子体原子发射光谱法和质谱法已广泛应用于生态环境监测体系中(包括大气、水、土壤等)微量元素的测定。在大气污染治理中主要应用于烟气净化、脱硫、脱硝等方面。在水污染治理中主要应用于高浓度有机废液、垃圾渗滤液等废水的治理。在固体废物处理方面,等离子体技术逐渐取代传统的焚烧法应用于城市固体废弃物及生物武器、化学武器、化学毒品等特种固体废物的处理。1997年,美国开始采用等离子体废物处理系统处理军方废弃武器,1999年初,美国、欧盟、日本等逐渐关闭焚化炉后开始转向等离子废物处理系统,目前,瑞典、美国、德国、日本等国已建立了一定规模的城市固体废物的等离子体处理厂。 随着工业现代化的不断进步和发展,排放到大气中的硫氧化物、氮氧化物及有机废气等不断增加,大气污染造成的大气质量的恶化、酸雨现象、温室效应及臭氧层破坏足以威胁人类在地球上的生存和居住,其后果十分严峻,废气排放造成的环境污染问题逐渐引起人们的广泛重视。大气压等离子体技术是一门新兴的环境污染处理手段,其在废气处理应用中具有成本低,效果好、操作简单,无需高价格的真空系统等特点,具有广泛的应用前景。大气压等离子体技术的实质也就是气体放电原理,气体在电场作用下被击穿而导电,由此产生的电离气体叫做气体放电等离子体。大气压等离子体分解气态污染物的机理为:等离子体中的高能电子在大气压等离子体分解气体污染物中起决定性的作用,数万度的高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,巨大的能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解以及电离等一系列物理和化学变化使气体处于活化状态。电子能量小于10ev时产生活性自由基,活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除。而当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时,污染物气体分子键断裂,污染物分解,在大气压等离子体中可能发生各种类型的化学反应,反应程度取决于电子的平均能量、电子密度、气体温度、污染物气体分子浓度及共存的气体成分。大气压等离子体在废气处理中应用的机理是在等离子体中的高能电子、离子、自由基、激发态分子和原子等的作用下,将NOx与SO2被氧化成更易参与反应和更易吸收的NO2和SO3,从而实现对废气的净化处理。大气压等离子体降解污染物是一个十分复杂的过程,而且影响这一过程的因素很多,虽然目前已有大量有关低温等离子体降解污染物机理的研究,但还未形成能指导实践的理论体系,使其工业应用缺乏理论保障。其

等离子体的应用

等离子体技术与应用 学号 队别 专业 姓名

摘要 等离子体作为物质存在的一种基本形态,自18世纪中期被发现以来,对它的认识和利用不断深化。我们知道,普通化学反应和化工设备中所产生的温度只有二千多度。而在各种形式的气体放电所形成的低温等离子体中电子温度可达一万度以上,足以造成各种化学键的断裂,或使气体分子激发电离,产生许多在通常条件下不能发生的化学反应,获得通常条件下不能得到的化合物或化工产品,并且获得的化合物与化工产品不会产生热分解。目前,等离子体技术已被广泛的用于国防、工业、农业、环境、通信等一系列国民经济发展领域,极大地推动了信息产业的发展,促进了工业科技进步。 关键词等离子体微波放电隐身技术材料的表面改性微波等离子灯 引言 等离子体是由带电的正粒子、负粒子(其中包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团等)组成的集合体,其中正电荷和负电荷电量相等故称等离子体。他们在宏观上呈电中性的电离态气体(也有你液态、固态)。当温度足够高时,构成分子的原子也获得足够大的的动能,开始彼此分离,这一过程称为离解。在此基础上进一步提高温度,就会出现一种全新的现象,原子的外层电子将摆脱原子核的束缚而成为自由电子,失去电子的原子变成带正电的离子,这个过程叫电离。等离子体指的就是这种电离气体,它通常由光子、电子、基态原子(或分子)、激发态原子(或分子)以及正离子和负离子六种基本粒子构成的集合体。因此,等离子体也被称为物质的第四态。 内容 一、等离子的性质 物质的第四态等离子体有着许多独特的物理、化学性质。只要表现如下: 1) 温度高、粒子动能大。 2) 作为带电粒子的集合体,具有类似金属的导电性能。等离子体从整体上看是一种导体电流体。 3) 化学性质活泼,容易发生化学反应。 4) 发光特性,可以作光源。 二、等离子技术的应用 2.1微波放电等离子体技术与应用 通常,低气压、低温等离子体是在1~100pa的气体中进行直流或射频放电产生的。直流辉光发电首先被研究和应用,但该等离子体是有极放电,而且密度低、电离度低、运行气压高,这就限制了其应用的广泛性。随后,射频放电技术逐步被发展起来,这是一种无极放电,且等离子体工作与控制参数比辉光放电有所提高,因而获得了较广泛的应用。但是其密度和电离度仍较低,应用范围依然受到限制。 微波放电初始阶段的物理过程如下。微波引入反应腔中建立起电磁场,反应气体中的电子在微波场作用下获得能量,与气体分子碰撞使其电离,从而得到更多的

低温等离子体技术介绍

技术介绍 --低温等离子体 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态,当外加电压达到气体的着火电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到分解污染物的目的。 “QHDD-Ⅱ”低温等离子体工业废气处理成套设备和技术作为一种新型的气态污染物的治理技术是一个集物理学、化学、生物学和环境科学于一体的交叉综合性电子化学技术,由于能很容易使污染物分子高效分解且处理能耗低等特点,是目前国内外大气污染治理中最富有前景、最行之有效的技术方法之一,其使用和推广前景广阔,为工业领域VOC类有机废气及恶臭气体的治理开辟了一条新的思路。 低温等离子体废气处理技术与其他废气治理方法优缺点对比 表1-2 几种废气处理工艺的适用范围及优缺点 工艺名称原理适用范围优点缺点 掩蔽法采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接收适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响地场合,恶臭强度左右,无组织排放源可尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低恶臭成分并没有被去除,麻痹了对原有污染物的感知 热力燃烧法在高温下恶臭物质与燃料气充分混和,实现完全燃烧适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体净化效率高,恶臭物质被彻底氧化分解设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染,催化剂中毒 催化燃烧法

水吸收法利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的水溶性、有组织排放源的恶臭气体工艺简单,管理方便,设备运转费用低产生二次污染,需对洗涤液进行处理;净化效率低,应与其他技术联合使用,对水溶性差的物质等处理效果差 药液吸收法利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些臭气成分适用于处理大气量、高中浓度的臭气能够有针对性处理某些臭气成分,工艺较成熟净化效率不高,消耗吸收剂,易形成而二次污染 吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相适用于处理低浓度,高净化要求的恶臭气体净化效率很高,可以处理多组分恶臭气体吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量 生物滤池恶臭气体经过除尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床,恶臭气体由气相转移至水—微生物混和相,通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉目前研究最多,工艺最成熟,在实际中也最常用的生物脱臭方法,又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。净化效率高,处理费用低占地面积大,易堵塞,填料需定期更换,脱臭过程很难控制,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。 生物滴滤池原理同生物滤池式类似,不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上,而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况池内微生物数量大,能承受比生物滤池大的污染负荷,惰性滤料可以不用更换,造成压力损失小,而且操作条件极易控制占地面积大,需不断投加营养物质,而且操作复杂,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。 洗涤式活性污泥脱臭法将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触,使之在吸收器中从臭气中去除掉,洗涤液再送到反应器中,通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质有较大的适用范围可以处理大气量的臭气,同时操作条件易于控制,占地面积小设备费用大,操作复杂而且需要投加营养物质 曝气式活性污泥脱臭法将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质适用范围广,目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理活性污泥经过驯化后,对不超过极限负荷量的恶臭成分,去除率可达%以上。受到曝气强度的限制,该法的应用还有一定局限

等离子体技术在大气污染防治中的应用

等离子体技术在大气污染防治中的应用 等离子体技术在大气污染防治中的应用 发布时间:2010-09-19 08:51:48 1 等离子体概况 1.1 等离子体及等离子体技术的基本概念等离子体是由大量正负带电粒子和中性粒子组成的,并表现出集体行为的一种准中性非凝聚系统,整个体系呈电中性,具有与一般气体不同的性质, 容易受磁场、电场的影响它为化学反应提供必须的能量粒子和活性物种,在化学工业、 材料工业、电子工业、机械工业、国防工业、生物医学和环境保护等方面有着广泛的应用。它是物质存在的基本形态之一,与固态、液态、气态并列,成为物质第四态。 1.2 等离子体产生的机理及方法当气体分子以一定的方式在外部激励 源的电场被加速 获能时, 能量高于气体原子的电离电势时, 电子与原子间的 非弹性碰撞将导致电离而产生离子电子,当气体的电离率足够大

时,中性粒子的物理性质开始退居次要地位。整个系统受带电粒子的支配,此时电离的气体即为等离子体。等离子体发生器有以下两大类共计八种产生方法。 等离子包括放电等离子和化学等离子,放电等离子可分 为有电极和无电极两类。有电极有电弧放电、辉光放电、电晕放电 和无声放电。无电极有高频感应、微波放电和激波 放电。其中电弧放电、辉光放电和高频放电分直流和交流两种。电弧 直流放电有内极和外极之分。 1.3 等离子体的分类及特点应用按热力学状态不同和中性气体温度的 高低,等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体,按温度可将等 离子体划分为热力学平衡态等离子体和非热力学平衡态等离子体。当 电子温度(Te)与离子温度(Ti)、中性粒子温度(Tg)相等时,等离子体处于热力学平衡状态,称之为平衡态等离子体(Equilibrium Plasma) 。因为温度一般在5000K 以上,故而又称其为高温等离子体(Thermal Plasma) 。当Te>>Ti 时,称之为非平衡态等离子体(Non—thermal Equilibrium Plasma) 。其电子温度高达10 的四次方K 以上,而其离子和中性粒子的温度却低至300~500 K ,因此,整个体系的表观温度还是很低的,故又称之为低温等离子体(Cold Plasma), 而低温等离子体可分为热等离子体、冷等离子体和燃烧等离子体。热等 离子体为局域热力学平衡态等离子体,是由高强度直流电弧放电与高频感应耦合放电产生的,其特点是重粒子(原子、分子、离子)温度接近于电子温度;冷等离子体是非平衡等离子体,是由辉光放电、微波放电、电晕放电或无声放电产生的,其特点是电子温度远远高于重粒子温度;燃烧等离子体通过燃烧形成,其特点是电离度极

等离子体表面处理技术

等离子体表面处理技术的原理及应用 前言:随着高科技产业的讯速发展,各种工艺对使用产品的技术要求越来越高。 等离子表面处理技术的出现,不仅改进了产品性能、提高了生产效率,更随着高科技产业的迅猛发展,各种工艺对使用产品的技术要求也越来越高。这种材料表面处理技术是目前材料科学的前沿领域,利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层,取代昂贵的整体合金,节约贵金属和战略材料,从而大幅度降低成本。正是这种广泛的应用领域和巨大的发展空间使等离子表面处理技术迅速在国外发达国家发展起来。 一、等离子体表面改性的原理 等离子,即物质的第四态,是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高,存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子,在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子,产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。 二、等离子体表面处理技术的应用 1、在工艺产业方面的应用 1)、在测量被处理材料的表面张力 表面张力测定是用来评估材料表面是否能够获得良好的油墨附着力或者粘接附着品质的重要手段。为了能够评估等离子处理是否有效的改善了表面状态,或者为了寻求最佳的等离子表面处理工艺参数,通常通过测量表面能的方式来测定表面,比如使用Plasmatreat 测试墨水。最主要的表面测定方式包括测试墨水,接触角测量以及动态测量 评价表面状态 低表面能, 低于28 mN/m良好的表面附着能力,高表面能 2)预处理–Openair? 等离子技术,对表面进行清洗、活化和涂层处理的高技术表面处理工艺 常压等离子处理是最有效的对表面进行清洗、活化和涂层的处理工艺之一,可以用于处理各种材料,包括塑料、金属或者玻璃等等。 使用Openair?等离子技术进行表面清洗,可以清除表面上的脱模剂和添加剂等,而其活化过程,则可以确保后续的粘接工艺和涂装工艺等的品质,对于涂层处理而言,则可以进一步改善复合物的表面特性。使用这种等离子技术,可以根据特定的工艺需求,高效地对材料进行表面预处理。

等离子体课件chp4

第4章 等离子体波 4.0 引言 1. 等离子体中带电粒子的运动 ① 无规则的热运动 ② 波动(集体行为) 造成等离子体波的三种力 热压力,静电力和磁力 等离子体波:声波、静电波(纵波)、电磁波(横波) 一般说,等离子体的形态复杂,分析较困难。

2. 线性近似 等离子体波分为线性波和非线性波; 非线性波(强烈扰动:激波) (描述等离子体特性的基本方程是非线性的) 线性近似:等离子体中产生偏离平衡态的扰动很弱时,振荡和波的幅度(振幅)比较小。此时,可用线性方程来描述。对应得到的波动为线性波。(简化处理的一种考虑)

4.1 波的表示法和色散关系 1. 波的表示 任何周期性波动可看成具有不同频率ω和波长λ的正弦波(振荡)的迭加(傅里叶分析、级数)。在小振幅振荡时,波形一般是正弦的。 正弦振荡量,如电场E ,用复数可表示为:)](exp[0t i ω??=r k E E k :传播常数(波数),=λπ 2(λ:波长) ω:振荡频率,r 为波的传播方向 考虑沿x 方向传播的波:)](exp[0t kx i ω?=E E 又称单色平面波。单色:频率为一个,平面:等相面是平面。E 的实部 )cos()Re(0t kx ω?=E E

2. 相、群速度 等相面的运动满足0)(=?t kx dt d ω 另按相速度=dt dx ,可得 p v k dt dx ==ω (相速度:等相面的移动速度) 真空中电磁波的相速度为光速c,但在其他一些场合,相速度有可能超过光速。信息、能量的传播速度并不是相速度。

群速度 dk d v g ω=(小于等于光速c) 这里,)(k ωω=,(色散方程) --信息的传递速度。 无限长的恒定振幅波不能传递信息。 群速度公式推导(调制波): 真空中的电磁波的群速度 p g v k v == ω (无色散)

等离子体及其技术的应用

等离子体及其技术的应用 摘要: 随着等离子体技术的迅速发展,逐渐形成了一个新兴的等离子体化工体系。我们知道,普通化学反应和化工设备中所产生的温度只有二千多度。而在各种形式的气体放电所形成的低温等离子体中电子温度可达一万度以上,足以造成各种化学键的断裂,或使气体分子激发电离,产生许多在通常条件下不能发生的化学反应,获得通常条件下不能得到的化合物或化工产品,并且获得的化合物与化工产品不会产生热分解。这势必会造就很多性能优良的新物质,其也将会有广泛的应用前景。 关键词:等离子体;喷涂;焊接;尾气处理;隐身技术

Plasma and its technical application ABSTRACT With the rapid development of plasma technology, and gradually formed a new plasma chemical system.We know, the common chemical reaction and chemical engineering equipments only produce two thousand degrees temperature.The temperatures that in low temperature plasma electronic produced by all forms of gas discharge up to ten thousand degrees or above,more enough to fracture all sorts of the chemical bonds, or make the gas molecule ionization, produce many chemical reactions that can't happened in usual conditions , get compound or chemical products that can't achieved in usual conditions , and the products won't occur thermal decomposition.It will produce a lot of new substances that performance excellent ,and have a broad application prospect. keywords:plasma;flame plating;soldering;tail gas treatment;invisible technology

(完整word版)ICP等离子发射光谱仪中等离子体焰的形成过程及原理.

ICP 等离子发射光谱仪中等离子体焰的形成过程及原理 ICP 英文翻译过来是电感耦合等离子体,顾名思义,在炬管的切向方向引入高速氩气,氩气在炬管的外层形成高速旋流,通过类似真空检漏仪的装置产生的高频电火花使氩气电离出少量电子,形成一个沿炬管切线方向的电流。因为炬管放置在高频线圈内,通过高频发生器产生的高频振荡通过炬管线圈耦合到已被电离出少量电子的氩气上,使氩气中的这部分电子加速运动,撞击其他电子产生电离 , 形成雪崩效应,最终靠高频发生器连续提供能量,即可形成一个稳定的等离子体火焰。 电感耦合高频等离子(ICP光源 等离子体是一种由自由电子、离子、中性原子与分子所组成的在总体上呈中性的气体,利用电感耦合高频等离子体(ICP 作为原子发射光谱的激发光源始于本世纪60年代。 ICP 装置由高频发生器和感应圈、炬管和供气系统、试样引入系统三部分组成。高频发生器的作用是产生高频磁场以供给等离子体能量。应用最广泛的是利用石英晶体压电效应产生高频振荡的他激式高频发生器,其频率和功率输出稳定性高。频率多为 27-50 MHz,最大输出功率通常是 2-4kW 。 感应线圈一般以圆铜管或方铜管绕成的 2-5匝水冷线圈。 等离子炬管由三层同心石英管组成。外管通冷却气 Ar 的目的是使等离子体离开外层石英管内壁,以避免它烧毁石英管。采用切向进气,其目的是利用离心作用在炬管中心产生低气压通道,以利于进样。中层石英管出口做成喇叭形,通入 Ar 气维持等离子体的作用,有时也可以不通 Ar 气。内层石英管内径约为 1-2mm ,载气载带试样气溶胶由内管注入等离子体内。试样气溶胶由气动雾化器或超声雾化器产生。用 Ar 做工作气的优点是, Ar 为单原子惰性气体,不与试样组分形成难解离的稳定化合物,也不会象分子那样因解离而消耗能量,有良好的激发性能,本身的光谱简单。 当有高频电流通过线圈时,产生轴向磁场,这时若用高频点火装置产生火花,形成的载流子(离子与电子在电磁场作用下,与原子碰撞并使之电离,形成更多的载流子,

等离子体及其技术应用

等离子体及其技术应用 生化系化学教育姓名:蒋敏学号:20101420 摘要:通过介绍等离子体的概念、分类、特性、原理及其在化学工业、材料工业、电子工业、能源方面和机械工业、国防工业、生物医学及环境保护方面的技术应用。 关键词:等离子体、概念、特性、原理、应用 前言:等离子体是宇宙中物质存在的一种状态。物质除固、液、气三态外,还有第四种状态即等离子态。所谓等离子体就是气体在外力作用下发生电离,产生电荷相反、数量相等的电子和正离子以及游离基(电子、离子和游离基之间又可复合成原子和分子),由于在宏观上呈中性,故称之为等离子体。处于等离于态的各种物质微粒具有较强的化学活性,在一定的条件下可获得较完全的化学反应,物质的各态之间是可以相互转化的。 1. 等离子体 等离子体是由电子、离子等带电粒子以及中性粒子(原子、分子、微料等)组成的, 宏观上呈现准中性, 且具有集体效应的混合气体。所谓准中性是指在等离子体中的正负离子数目基本相等, 系统在宏观上呈现中性, 但在小尺度上则呈现出电磁性, 而集体效应则突出地反映了等离子体与中性气体的区别。 1.1等离子体的含义 由电子、离子和中性粒子三种成分组成。其中电子和离子的电荷总数基本相等,因而作为整体是电中性的。等离子体是由大量带电粒子组成的有宏观空间尺度和时间尺度的体系。 1.2等离子体的产生 对液体加热使之温度升高,可以使它转化为气体。在通常的气体中,物质的最小单元是分子。如果对气体再加热使气体温度升高时,分子会分解成单个原子,这种以原子为基本单元而组成的气体叫做原子气体。使原子气体的温度再升高,原子运动的速度增大。通过相互碰撞使之电离出自由电子和阳离子,当许多原子被电离之后,会形成一个电离过程、电离成的离子与电子复合成中性微粒过程之间的动态平衡,因此

等离子体显示技术的基本原理

等离子体显示技术的基本原理 等离子体显示器又称电浆显示器,是继CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)后的最新一代显示器,其特点是厚度极薄,分辨率佳。可以当家中的壁挂电视使用,占用极少的空间,代表了未来显示器的发展趋势(不过对于现在中国大多数的家庭来说,那还是一种奢侈品)。 等离子体显示技术之所以令人激动,主要出于以下两个原因:可以制造出超大尺寸的平面显示器(50英寸甚至更大);与阴极射线管显示器不同,它没有弯曲的视觉表面,从而使视角扩大到了160度以上。另外,等离子体显示器的分辨率等于甚至超过传统的显示器,所显示图像的色彩也更亮丽,更鲜艳。 等离子体显示技术(Plasma Display)的基本原理是这样的:显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室(一般都是氙气和氖气的混合物),电流激发气体,使其发出肉眼看不见的紫外光,这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体,它们再发出我们在显示器上所看到的可见光。 换句话说,利用惰性气体(Ne、He、Xe等)放电时所产生的紫外光来激发彩色荧光粉发光,然后将这种光转换成人眼可见的光。等离子显示器采用等离子管作为发光元器件,大量的等离子管排列在一起构成屏幕,每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后,封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光激发平板显示屏上的红、绿、蓝三原色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素,由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和彩色的图像,与显像管发光很相似。 从工作原理上讲,等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别,在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普通日光灯和电视彩色图像,由各个独立的荧光粉像素发光组合而成,因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。另外,等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄,可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕,而厚度不到100毫米(实际上这也是它的一个弱点:即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸,只能面向大屏幕需求的用户,和家庭影院等方面)。依据电流工作方式的不同,等离子体显示器可以分为直流型(DC)和交流型(AC)两种,而目前研究的多以交流型为主,并可依照电极的安排区分为二电极对向放电(Column Discharge)和三电极表面放电(Surface Discharge)两种结构。 等离子体显示器具有体积小、重量轻、无X射线辐射的特点,由于各个发光单元的结构完全相同,因此不会出现CRT显像管常见的图像几何畸变。等离子体显示器屏幕亮度非常均匀,没有亮区和暗区,不像显像管的亮度——屏幕中心比四周亮度要高一些,而且,等离子体显示器不会受磁场的影响,具有更好的环境适应能力。 等离子体显示器屏幕也不存在聚焦的问题,因此,完全消除了CRT显像管某些区域聚焦不良或使用时间过长开始散焦的毛病;不会产生CRT显像管的色彩漂移现象,而表面平直也使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。同时,其高亮度、大视角、全彩色和高对比度,意味着等离子体显示器图像更加清晰,色彩更加鲜艳,感受更加舒适,效果更加理想,令传统显示设备自愧不如。 与LCD液晶显示器相比,等离子体显示器有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对快速变化的画面响应速度快等优点。由于屏幕亮度很高,因此可以在明亮的环境下使用。另外,等离子体显示器视野开阔,视角宽广(高达160度),能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有的更大观赏角度。当然,由于等离子体显示器的结构特殊也带来一些弱点。比如由于等离子体显示是平面设计,其显示屏上的玻璃极薄,所以它的表面不能承受太大或太小的大气压力,更不能承受意外的重压。等离子体显示器的每一个像素都是

等离子体加工技术

等离子体加工技术 摘要 随着科学技术的不断发展,工业需求的不断提高,各种高新设备应运而生,然而要加工这些设备就要使用更先进的加工技术。而等离子体加工技术就是一种不断发展的新型加工技术。本文简要介绍了工业用等离子体的分类及等离子体加工技术涉及的科学工程问题。围绕材料添加与去除加工,讨论了等离子体喷涂、增强沉积、离子去除等若干典型加工工艺的技术发展和应用情况,并对一些工艺中出现的现象以及某待深入研究的潜在科学问题进行了举例说明。 关键词:等离些有子体;加工;等离子体喷涂;等离子体聚合 Abstract With the continuous development of science and technology,increasing industrial demand,a variety of high-tech equipment came into being,however, to the processing of these devices is necessary to use more advanced processing technology.The plasma processing technology is a continuous development of new processing technology.This article briefly describes the classification of industrial plasma and plasma processing technology involved in scientific engineering problems.Adding and removing surrounding material processing,Discusses the plasma spraying, enhanced deposition, ion removal, etc. Several typical processing technology development and application,And some of the processes the phenomenon appears to be in-depth study as well as some of the potential scientific issues illustrate. Key words: Plasma;Machining;Plasma spraying;Plasma polymerization 引言 随着科学与工程技术的迅速发展,对新材料、新结构、新工艺的要求日益迫切。人们不仅要对材料的表面性能进行改进,而且还要了解元素(原子)的相互作用,新相的形成,亚稳态、非晶态的形成等机制;对一些结构器件的要求已达到了μm、nm 量级。在实现这些要求的过程中,作为特种加工手段之一的等离子体加工工艺的应用越来越广泛,实际上,等离子体之所以成为现代制造技术的重要手段之一,是由其能量状态决定的。物体由固体到等离子体态的转化过程中,都伴随有足够能量的输入。所以作为一种物质形态的等离子体具有最高的能量状态,为现代材料加工提供了巨大潜力。

低温等离子原理与应用

低温等离子体技术在环境工程中的应用: 低温等离子体技术在废气处理中的应用随着工业经济的发展,石油、制药、油漆、印刷和涂料等行业产生的挥发性有机废气也日渐增多,这些废气不仅会在大气中停留较长的时间,还会扩散和漂移到较远的地方,给环境带来严重的污染,这些废气吸入***,直接对***的健康产生极大的危害;另外工业烟气的无控制排放使全球性的大气环境日益恶化,酸雨(主要来源于工业排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各国的重视。由于大气受污染而酸化,导致了生态环境的破坏,重大灾难频繁发生,给人类造成了巨大损失。因此选择一种经济、可行性强的处理方法势在必行。 降解挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等,对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题,利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势。但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。因此, 目前能成熟的掌握该技术的单位非常的少。大部分宣传采用低温等离子技术处理废气的宣传都不是真正意义上的低温等离子废气处理技术。 是否是低温等离子体处理技术的简单判断方法: 现在,各传媒上宣传低温等离子废气处理的产品和技术很多,可这些产品的宣传大部分都是在炒低温等离子体概念。如何判断是否是真正意义上的低温等离子体技术?可以用下面两个简单的规则来判断,即使你不懂低温等离子体技术也能判断出是真是假。 (1) 在废气处理的通道上必须充满了低温等离子体。这条规则判断很简单,只要用眼睛观察一下处理通道是否充满紫蓝色的放电就可以直观的了解是否是低温等离子体了(需要注意的是不要将各种颜色的灯光当作电离子体放电)。如果在废气处理的通道上只零星的分布若干的放电点或线,则处理的效果是非常有限的,因为,大部分的(VOCs)气体没有进过低温等离子体处理区域。 (2) 低温等离子体处理系统必须要有一定的放电处理功率。通常需

低温等离子体技术在有机净化废气中的应用与进展报告

低温等离子体技术在有机净化废气 中的应用与进展 姓名:xxx 专业:环境工程 班级:xxx 指导老师:xxx 2015年12月xx日

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展 摘要 随着现代工业的快速发展,工业三废的排放量与日俱增,尤其是挥发性有机废气(VOCs)的排放,挥发性有机废气种类繁多、毒性强、扩散面广,是继颗粒物、二氧化硫、氮氧化合物之后又一类不容忽视的大气污染物。传统的有机废气处理方法存在流程复杂、运行成本高、处理效率低下、易产生二次污染等问题。低温等离子体技术利用自由基、高能电子等活性粒子与有机废气分子发生一系列理化反应,使有害气体在短时间内迅速催化降解为CO2和H2O以及其他小分子化合物。低温等离子体技术工艺流程简单、开停方便、运行费用低、去除效率高,在治理上具有明显优势,是国内外目前的研究热点之一。本文综述了低温等离子体在催化剂处理挥发性有机废气方面的技术研究进展,并展望了等离子体技术在废气处理领域的发展方向。 关键词:低温等离子体;有机挥发性废气(VOCs);催化降解

1 引言 工农业生产过程不可避免地要排放挥发性有机废气(VOCs),这是污染环境、危害人类健康的重要来源[1-2]。挥发性有机废气排放到大气中会引起光化学烟雾、臭氧层破坏等环境问题;大部分的VOCs 还具有毒性、刺激性、甚至致癌作用,对人体健康造成严重的危害[3]。为了应对(VOCs)对环境的破坏以及对人体健康的威胁,挥发性有机废气处理技术迅速成为国内外的研究热点之一。 2 常用有机废气处理技术 目前国内外有多种技术用于处理挥发性有机废气,其中较为常见的方法有:燃烧法、冷凝法、吸收法、吸附法、生物法、低温等离子体法等。 2.1 燃烧法 通过燃烧将VOCs转化为无害物质的过程称为燃烧法[4]。燃烧法的原理是燃烧氧化作用及在高温下的热分解。因此,燃烧法只适用于处理可燃的或在高温下易分解的VOCs。 2.2 冷凝法 冷凝法处理VOCs是利用废气中的各组分饱和蒸汽压不同这一特点,采用降温、升压等方法,将气态的VOCs液化分离[5],但冷凝法不适用于低浓度废气的处理。 2.3 吸收法 吸收法的原理是吸收质(VOCs)与吸收剂(水、酸溶液、碱溶液等)发生化学反应从而达到吸收去除效果。当VOCs成分复杂需多段净化时,该方法便不再适用,并且该法设备易腐蚀,易形成二次污染[6]。 2.4 吸附法 吸附法是用多孔性固体活性炭、分子筛、交换树脂、硅胶、飞灰等吸附去除废气。吸附法对大部分VOCs均适用,一般作为其他方法的后续处理[7]。但是吸附法也有它的缺点投资高、吸附剂用量大、再生困难、能耗大、占地面积大等缺点。

等离子体技术

等离子体技术 等离子体技术 plasma technology 应用等离子体发生器产生的部分电离等离子体完成一定工业生产目标的手段。等离子体的温度高,能提供高焓值的工作介质,生产常规方法不能得到的材料,加之有气氛可控、设备相对简单、能显著缩短工艺流程等优点,所以等离子体技术有很大发展。1879年W.克鲁克斯指出放电管中的电离气体是不同于气体、液体、固体的物质第四态,1928年I.朗缪尔给它起名为等离子体。最常见的等离子体有电弧、霓虹灯和日光灯的发光气体以及闪电、极光等。随着科学技术的发展,人们已能用多种方法人工产生等离子体,从而形成一种应用广泛的等离子体技术。一般来说,温度在108 K左右的等离子体称高温等离子体,目前只用于受控热核聚变实验中;具有工业应用价值的等离子体是温度在2×103~5×104K之间、能持续几分钟乃至几十小时的低温等离子体,主要用气体放电法和燃烧法获得。气体放电又分为电弧放电、高频感应放电和低气压放电。前两者产生的等离子体称热等离子体,主要用作高温热源;后者产生的等离子体称冷等离子体,具有工业上可利用的特殊的物理性质。它们主要用在以下几方面: ①等离子体机械加工。利用等离子体喷枪产生的高温高速射流,可进行焊接、堆焊、喷涂、切割、加热切削等机械加工。等离子弧焊接比钨极氩弧焊接快得多。196 5年问世的微等离子弧焊接,火炬尺寸只有2~3毫米,可用于加工十分细小的工件。等离子弧堆焊可在部件上堆焊耐磨、耐腐蚀、耐高温的合金,用来加工各种特殊阀门、钻头、刀具、模具和机轴等。利用电弧等离子体的高温和强喷射力,还能把金属或非金属喷涂在工件表面,以提高工件的耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化、抗震等性能。等离子体切割是用电弧等离子体将被切割的金属迅速局部加热到熔化状态,同时用高速气流将已熔金属吹掉而形成狭窄的切口。等离子体加热切削是在刀具前适当设置一等离子体弧,让金属在切削前受热,改变加工材料的机械性能,使之易于切削。这种方法比常规切削方法提高工效5~20倍。 ②等离子体化工。利用等离子体的高温或其中的活性粒子和辐射来促成某些化学反应,以获取新的物质。如用电弧等离子体制备氮化硼超细粉,用高频等离子体制备二氧化钛(钛白)粉等。 ③等离子体冶金。从20世纪60年代开始,人们利用热等离子体熔化和精炼金属,现在等离子体电弧熔炼炉已广泛用于熔化耐高温合金和炼制高级合金钢;还可用来促进化学反应以及从矿物中提取所需产物。 ④等离子体表面处理。用冷等离子体处理金属或非金属固体表面,效果显著。如在光学透镜表面沉积10微米的有机硅单体薄膜,可改善透镜的抗划痕性能和反射指数;用冷等离子体处理聚酯织物,可改变其表面浸润性。这一技术还常用于金属固体表面的清洗和刻蚀。

等离子体在固体废物中的应用

等离子体在固体废物中的应用 摘要:等离子体技术随着当今世界环境问题的日益严峻而得到迅速发展。简单介绍了等离子体的概念,性质,产生的机理以及利用等离子体技术处理固体废物的机理和研究现状。同时也指出了等离子体技术在处理固体废物中的优势。 关键词:等离子体;低温等离子体;等离子体气化;热解 1引言 固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的,在一定时间和地点无法利用而被丢弃的固体、半固体物质。固体废物的分类方法有多种,按其组成可分为有机废物和无机废物;按其形态可分为固态废物、半固态废物和液态废物。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》分为城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物和危险废物[1]。 目前,针对固体废物(城市垃圾、工业垃圾和有害废弃物等)的处理主要有三种方式,即卫生填埋、堆肥和焚烧发电。但随着我国城市垃圾年产生量的增加,许多地方已出现了垃圾无地可埋的尴尬局面。垃圾焚烧的减量化、占地少的优势逐渐显现。因此我们既要依据国情,正视垃圾焚烧方式存在的必要,又要不断总结这方面的经验,以及管理方面的不足和存在问题,完善垃圾焚烧工作。垃圾焚烧无害化的效果及其经济性是垃圾焚烧需要解决的基本问题,二者必须较好地结合起来。不同于传统的垃圾焚烧方式,一种采用等离子技术和将垃圾气化生成清洁燃料的理念和做法,也是一种有意义和有价值的选择[2]。 2 等离子体概述 20世纪60年代初形成的等离子体技术是涉及高能物理、放电物理、放电化学、反应工程学、高压脉冲技术等领域的一门交叉学科。进入80年代后,将等离子体技术应用于处理各类污染物成为国内外研究的热点之一。与其它污染治理技术相比,等离子体技术具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点。等离子体技术既可用于处理废气又可用于处理废水、固体废物、污泥,甚至放射性废物[3]。下面主要阐述等离子体在固体废弃物中的应用。 2.1 等离子体的概念与分类 等离子体是不同于固、液、气等状态的物质存在的第4种状态,是由大量正负带电粒子和中性粒子组成并表现出集体行为的一种准中性气体。 等离子体的分类方法有很多,根据温度和内部的热力学平衡性,可将等离子体分为平衡态等离子体和非平衡态等离子体。在热力学平衡等离子体内,电子温度与离子温度相同,属于一个处于热力学平衡的整体,体系温度非常高,因此又称为高温等离子体。最典型的例子就是电感耦合等离子体。此外,在较高电压下的火花放电和弧光放电也能获得此类等离子体。非平衡态等离子体内部的电子温度远远高于离子温度(电子温度可高达10000K,而离子温度一般只有300—500K)系统处于热力学非平衡态,其表观温度较低,所以被称为低温等离子体[4]。此类等离子体通常可通过气体放电得到。常见的有辉光放电,射频放电和微波放电等。 2.2 等离子体的性质及产生原理 等离子体与物质的其他三态比较特点有[5]: 1)等离子体中具有正、负离子,可作为中间反应介质。特别是处于激发态的高能离子或原子,可促使很多化学反应发生。 2)由于任何气态物质均能形成等离子体,所以很容易调整反应系统气氛,通过对等离子体介质的选择可获得氧化气氛、还原气氛或中性气氛。

等离子体技术与应用(综合篇)

关于课程 1 课程讲授 z必要的基础介绍; z建立基本物理图像,基本概念理解; z技术比较; z重要应用; z表述:文字、图表、公式 z详略----详:重要,不了解。略:(已掌握) z重复: 2 图书馆参考书 z DC多,rf、微波少 z理论多,技术少 z旧知识多、新进展少 注意部分参考 3.考试 z闭卷笔试:公平 z重点:理解、了解 z直博生 等离子体技术和应用(综) §1.关于技术的定义 ①技术(technology)的原意----木匠。 木匠能按照人们的需求与意图把木料加工、组合,制成物品。所以亚里斯多德称技术是制造的智慧。 ②技术的现代定义: 技术是指人类在利用、改造和保护自然的过程中通过创新所积累的经验、知识、技巧以及为某一目的共同协作组成的工具和规则体系。 ③科学技术: 科学技术是不断发展着的概念,人们有各种广义个狭义的理解。在我国科技管理活动中,对科学技术的理解通常采取广义的概念。 科学是关于自然、社会和思维的知识体系,其任务是认识自然现象、探索自然规律,属于认识自然的范畴。 技术一般是指人类改造自然和创造人工自然的方法、手段与活动的总称。 广义地讲,技术既包括生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能,又包括相应的生产工具和其他物质设备,以及生产的工艺过程或作业程序等。 附:关于技术创新的定义: 定义1:生产要素的新组合 定义2:技术的首次商业应用 §2.等离子体技术 包括两部分: (1)等离子体源的制造??工具研究??新源,新外围设备 优化、组合。 (2)等离子体源的应用??工具应用??新领域、新参数范围等。

}等离子体源的制造技术所涉及的因素 }等离子体源的应用技术 所利用的特性: 光、热、电、化学 作用区: a)等离子体中---合成气体、转化气体、合成细粉 b)等离子体/固体表面—薄膜沉积、刻蚀、表面改性、消毒、灭菌、切割等 c)等离子体/液体---化学合成、消毒 d)等离子体多相作用 }等离子体技术的社会作用 生产新能源 核聚变 优点: 太阳能利用(太阳能电池---多晶硅、光电半导体薄膜) 提高生产加工过程的效率和效能 表现:(1)更有效、更便宜达到工业相关结果的能力; (2)完成其它方法不能完成的任务

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