在中科院力学所Φ800mm高温低密度激波管上开展与“黑障”现象相关的电磁波在等离子体中传输机理研究时，低密度和强激波条件下，由于气体解离和电离等非平衡过程，激波前后压缩比增加使得激波后2区宽度显著减小；同时由于边界层效应，造成激波衰减，接触面加速，也使得激波后2区宽度减小。这两个效应导致激波管2区实验观测时间减小，2区气体处于非平衡状态，增加了观察数据的不稳定性和数据分析的难度。

本论文提出在Φ800mm高温低密度激波管低压段充入95%Ar+5%Air和90%Ar+10%Air两种混合气替代空气作为激波管实验介质气体，利用Ar不解离和难电离的特性，减小激波前后压缩比，从而增加激波后2区气体宽度和2区实验时间。论文主要研究内容及结论概括如下：

（1）对Φ800mm激波管理想流动中2区实验时间进行了理论计算，分析了影响激波管实验时间的因素，利用萨哈方程计算了激波后Ar+Air混合气的平衡电子密度。在激波Mach数7~11，激波后Ar+Air混合气平衡电子密度随实验Mach数增加先增加后减小，激波后平衡电子密度随初始压力和混合气中空气比例的增加而增加。

（2）在Φ800mm高温低密度激波管中，采用Langmuir 静电探针技术和微波透射诊断技术，对Ar+Air混合气激波后电子密度进行了测量。在激波Mach数7~11，激波后电子密度随Mach数增加而增加，2区电子密度达到10¹²~10¹³cm^-3量级。初始压力P₁=0.4torr和P₁=0.8torr条件下，微波和探针两种测量方法的电子密度结果一致性较好；初始压力P₁=0.2torr时，微波测量结果大于静电探针测量结果。

（3）在Φ800mm高温低密度激波管中，采用Langmuir静电探针对激波后2区实验时间进行了测量。 Ar+Air混合气激波后2区实验时间约为300~800μs，2区气体宽度1m左右，同时探针信号显示2区气体达到电离平衡状态。在相同电子密度和碰撞频率条件下，Ar+Air混合气激波后2区实验时间约为Air的5倍。

（4）采用95%Ar+5%Air和90%Ar+10%Air混合气作为Φ800mm高温低密度激波管实验介质气体进行电磁波传输实验，可以获得为纯空气5倍的2区实验时间和平衡的实验气体。在低碰撞频率条件下，Ar+Air混合气能够获得与纯Air相同电子密度和碰撞频率；在高碰撞频率条件下， Ar+Air混合气能够获得与纯Air相同的电子密度，但碰撞频率值小于纯Air。