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李雪辰

发布时间: 2016-01-30 10:26:49   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:
摘要:
一、个人简介
李雪辰,76年生,男,河北大学物理科学与技术学院,三级教授,博导,中国电工学会等离子体分会委员,等离子体物理省重点学科学术带头人,河北大学等离子体物理硕士点导师组组长。河北省三三三人才第二层次人选,市级先进青年科技奖获得者。
本科和硕士都是免试入学,毕业于河北大学。2005年博士毕业于中科院物理所,2006-2008年河北大学光学工程博士后,2014年英国Loughborough大学高级访问学者。在大气压气体放电、等离子体物理、激光光谱及等离子体参数光学诊断等领域具有十多年的研究经历,在气体放电的实验研究和数值模拟方面都积累了丰富的研究经验。主持包括国家自然科学基金等科研项目十余项,在国内外权威刊物如Appl. phys. lett.、Plasmas Sources Sci. Technol. 等刊物发表学术论文60余篇,授权发明专利八项。
二、研究方向
大气压放电产生的低温等离子体中包含有大量的活性粒子,能与其它物质发生高效化学、生物、物理反应,并且大气压放电无需真空装置、易于实现流水线生产,在材料生长、表面改性、杀菌消毒、环境治理、生物医疗、飞行器通讯与隐身等众多领域具有广泛的应用前景。针对于此,本人的研究方向主要包含:
(1)    大气压等离子体源的研制与特性表征。
近二十年来在大气压气体放电受到了科研工作者的极大关注,这一方面是由于大气压下的气体放电不需要传统低气压放电所必不可少的真空系统。另一方面是由于一些新兴的应用只能在大气压下来实现,如等离子体用于牙齿的清洗,辅助伤口的愈合等。但对于通常的气体放电,等离子体是产生在两个电极之间。在大气压下,由于气体的击穿电压相对较高,放电间隙通常在毫米到几个厘米的范围。即使在这样小的气隙中,产生的等离子体也是不均匀的(通常表现为放电细丝),这样不均匀的等离子体必然导致样品的处理效果也是不均匀的。因此,如何在大气压下产生均匀放电具有重要意义。Kunhardt等研究指出,大气压均匀放电是目前低温等离子体研究的热点问题,同时由于放电的稳定性等原因,也是低温等离子体研究的难点问题。针对于此,我们的工作主要通过首创了多种类型的大体积均匀等离子体产生装置,不断实现等离子体尺度(长度、体积等)的突破。例如,2011年我们报到了单针等离子体装置,产生了实验室最长的空气放电等离子体羽,2013年本小组利用空心针-板直流放电装置,获得了大体积杯状等离子体羽。最先成功研制了双模等离子体喷枪,无需改变喷枪结构而只通过调节放电电压实现对喷枪放电模式调节,极大地推动了等离子体喷枪的应用研究。针对于等离子体喷枪流场与电场角度固定的情况,率先研制了针-环等离子体喷枪,该喷枪流场与电场间角度可以在较大范围内调节,实现了喷枪机理研究的新突破。利用该喷枪,对上游羽和下游羽的放电机制通过纳秒曝光高速相机进行了研究,发现等离子体羽源于等离子体子弹的高速运动,并发现了上游子弹与下游子弹的传播行为相互影响。首次利用预电离的方法在多种气体中产生了刷状等离子体羽。
(2)    大气压均匀放电的数值模拟。
本小组采用一维流体力学模型,通过解电子和离子的连续性方程、流量方程以及电流平衡方程,分析了放电电流、气体电压、电子密度、离子密度和电场的时空分布,研究大气压均匀放电的特性和机制。例如研究了正弦激励和锯齿波激励下氦气大气压介质阻挡放电的放电特性和模式转换的机理。对于小气体间隙条件下首次理论上预言了跃放电的存在。首次发现的阶跃放电,特点是放电电流具有高的时间占空比,等离子体存在时间长,这对飞行器隐身技术等工业应用有一定的推动作用。
3)低温等离子体的应用研究。
放电等离子体中含有大量的电子、离子、自由基、亚稳态粒子等高化学活性的物质。能与其它物质发生高效化学、生物、物理反应,在材料生长、表面改性、杀菌消毒、环境治理、生物医疗、飞行器通讯与隐身等众多领域具有广泛的应用。本小组目前开展的低温等离子体应用,主要集中在两个方面:低温等离子体薄膜改性研究(通过等离子体处理,通过改变薄膜材料的表面形貌,改变材料的物理性质,如亲水性、硬度、发光特性等)和气体放电处理污水(利用放电实现污染物的降解,实现污水的无害化处理)。本小组将等离子体参数(气体温度、电子激发温度、振动温度、电子密度等)与处理效率相联系,力图给出等离子体应用研究的普适性规律。等离子体应用研究属于物理、化学、材料学、生物等多学科领域的前沿交叉学科,需要大量的物理、化学、生物背景的研究人员。
三、学术兼职
光学工程专业,博士研究生导师
等离子体物理硕士点导师组长
等离子体物理省重点学科学术带头人
光学工程强势特色学科学术骨干
光学与材料物理省重点实验室学术带头人
中国电工学会等离子体分会委员
中国电工学会、中国力学会高级会员;中国静电学会、中国物理学会等离子体分会会员
多次担任本专业学术会议的主持人
本领域权威刊物如PSST、JPD、POP等刊物审稿人。
四、科研项目
主持国家及省部级科技项目十多项,参与军工项目研究。近几年主持的主要项目包括:
国家自然科学基金“直流机理等离子体喷枪的放电模式及机理研究”(编号11575050),项目经费87.6万元。
国家自然科学基金“大气压均匀放电等离子体源的实验研究”(编号10805013),项目经费23万元。
国家自然科学基金“介质阻挡放电流光斑图的数值模拟”(编号10647123),项目经费2万元。
河北省杰出青年基金“大气压均匀放电机理研究”(编号2012201045),项目经费30万元。
河北省百优人才“大尺度大气压冷等离子体刷的特性研究”(编号SLRC2017021),经费20万元。
河北省三三三人才培养经费“大气压等离子体射流的模式控制研究”,项目经费5万元。
教育部科学技术研究重点项目“微等离子体喷枪的机理研究”(编号210014),项目经费2万元。
河北省自然科学基金“大气压空气均匀放电的实验研究”(编号A2011201132),项目经费5万元。
河北省自然科学基金“非均匀外加场中大气压辉光放电的实验研究”(编号A2009000149),项目经费3万元。
河北省自然科学基金“一维介质阻挡放电的机理研究”(编号A2007000134),项目经费4万元。
横向课题--军工项目,项目经费212.8万元。
横向课题“高压电场细胞破壁研究”项目经费2.3万元。
五、代表性论文
以第一作者发表学术论文60多篇,其中部分成果发表在物理top期刊APL、温等离子体IF最高的期刊PSST上。
1.Performance of a large-scale barrier discharge plume improved by an upstream auxiliary barrier discharge,Appl. Phys. Lett. 109, 204102(2016)
 
2.Characteristics of a Direct Current-driven plasma jet operated in open air. Appl. Phys. Lett. 103(14) 144107(2013)
3. A large gap uniform discharge excited by a direct-current voltage at atmospheric pressureAppl. Phys. Lett. 102(22) 223501(2013)
4. Two modes of a plasma jet excited by a direct current voltage, Plasma Sources Sci. Technol., 25(2), 025022 (2016)
5. A uniform laminar air plasma plume with large volume excited by an alternating current voltage, Plasma Sources Sci. Technol. 24, 065020 (2015)
6. Characteristics of atmospheric pressure argon plasma jet excited by DC voltage. Plasma Sources Sci. Technol.22(4) 045007(2013)
7.Dynamics of atmospheric pressure plasma plumes in the downstream and upstream regionsPlasma Process and Polymers, 13(4),480-487(2016)
8.Improved performance of a barrier-discharge plasma jet biased by a direct-current voltage, Sci. Reports[Nature 子刊], 6(10),35653 (2016)
9.Generation of a diffuse brush-shaped plasma plume using a dielectric barrier discharge at atmospheric pressure,  Phys. Plasmas., 23(11),113502 (2016)
10.A linear-field plasma jet for generating a brush-shaped laminar plume at atmospheric pressure, Phys. Plasmas., 23(6),063521  (2016)
11. Development of a dielectric barrier discharge enhanced plasma jet in atmospheric pressure air. Phys. Plasmas.1909 093504 (2012).
12. Simulation of operation modes in atmospheric pressure uniform barrier discharge excited by a saw-tooth voltage. Phys. Plasmas.1908: 083505(2012)
13. One atmospheric pressure plasma jet with two modes at a frequency of several tens kHzPhys. Plasmas.18, 043505(2011)
14. A plasma needle for generating homogeneous discharge in atmospheric pressure air ,Phys. Plasmas.17, 093504(2010)
15.A brush-shaped air plasma jet operated in glow discharge mode at atmospheric pressure. J. Appl. Phys. 116(2) 023302(2014)
16.Self-Pulsing discharge of a plasma brush operated in atmospheric-pressure argon. Europhys. Lett.102(5) 55003(2013)
17. A pulsing argon plasma plume excited by a direct-current voltage. J. Phys. Soc. Jpn. 83(10) 101501
18. Diagnosis on the plasma parameters of an atmospheric pressure uniform discharge operated in open air, J. Phys. Soc. Jpn. 83(2)024502
六、教学科研奖励
1.河北省自然科学二等奖(2015)
2.河北省三三三人才第二层次人选(2014)
3.河北省三三三人才第三层次人选(2013)
4.保定市先进青年科技奖(2009)
5.河北大学优秀共产党员 (2013年度)
6.河北省优秀专家出国人选(2013年度)
七、联系方式
Mobile:13613323808
QQ:270891473
微信:starr1108

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