ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические основы получения плазмы из "Применение плазмы для получения высокотемпературных покрытий " Плазма может быть определена как вещество, находящееся в сильно ионизированном состоянии. При этом вещество состоит из молекул, атомов, ионов, электронов и световых квантов. В 1 см плазмы содержится 10 —10 заряженных частиц. [c.8] Впервые плазма была получена более 150 лет назад в виде дугового разряда, но лишь в 1923 г. Н. Ленгмюр дал этому состоянию вещества свое название. [c.8] Ионизация вещества происходит в результате потери одного или нескольких электронов из оболочки атома плазмообразующего вещества, что является следствием приложения внешних сил. Такими внешними силами могут быть упругие соударения частиц, вызываемые либо действием высокой температуры, либо действием электрического поля высокой частоты. В зависимости от вида возбуждающей силы плазма называется дуговой (термической) или высокочастотной. Ниже будет идти речь о получении дуговой плазмы и ее применении в качестве источника высоких температур. [c.8] Плазма, полученная в результате воздействия высоких температур, является изотермической, так как вещество ее находится в тепловом равновесии. Она может существовать далее без постороннего источника возбуждения. Плазма, полученная другим способом, является неизотермической и отличается от предыдущей неравновесным состоянием. Длительное существование ее невозможно без возбуждения ионизации из вне [8]. [c.8] Высокая степень ионизации обусловливает высокую температуру плазмы вещества и ее новые свойства в новом состоянии. [c.9] Свойства плазмы напоминают свойства газа, жидкости, электролита и металла. [c.9] Известно, что элемент аргон имеет порядковый номер 18. Атом его состоит из ядра и 18 электронов, расположенных на трех слоях. Внутренний слой К заполнен двумя электронами, а на среднем Ь и внешнем М находится но восемь электронов (рис. 3). Такое расположение электронов обеспечивает высокую химическую стойкость аргона. В состоянии ионизации он теряет электрон слоя М и преобразовывается в положительно заряженный ион Аг . Схематически этот процесс выражается так — Аг Аг 4-е. [c.9] С химической точки зрения свойства плазмы иные, чем у газа, взятого при обычной температуре. В плазме аргона и водорода, например, замечено образование иона АгН , возникающего при реакции Аг+-1-Н АгН Такой результат довольно необычен, если учесть инертность аргона. Это объясняется тем, что электронная структура иона Аг одинакова со структурой атома хлора. Следовательно, соединение водорода с ионом аргона должно иметь в плазме устойчивость, сравнимую с устойчивостью молекулы хлористого водорода в обычных условиях [10]. [c.9] примерно, в тысячу раз больше сопротивления никеля. Плазма поддается действию магнитных полей. Характер действия зависит от направления магнитного поля. Магнитное поле, создаваемое самим потоком плазмы, пережимает плазменный шнур в нескольких местах, изгибает и перекручивает его, что особенно заметно при ионизации газа токами высокой частоты [9, стр. 69]. Наложение внешнего продольного магнитного поля сжимает шнур равномерно по всей длине и стабилизирует его. Это явление известно под названием магнитного пинч-эффекта. Частицы в плазме совершают сложные движения поступательные, вращательные и колебательные. Энергия частиц, полученная при ионизации, выделяется в результате рекомбинации одноатомных газов и молизации и рекомбинации двухатомных в атомы и молекулы. Граница ярко светящегося потока плазмы есть граница существования заряженных частиц. Плазма, таким образом, квазинейтральна. [c.10] Различают два типа дуговых разрядов открытая (проходящая) дуга и сжатая, или закрытая (не проходящая) [И]. [c.10] Столб свободной дуги по сечению не однороден. Наибольшая степень ионизации и наиболее высокая температура газа достигаются в узком шнуре, расположенном по оси столба. Этот шнур обладает высокой проводимостью и служит каналом рабочего тока дугового разряда. На поверхности столба степень ионизации, температура и проводимость газа резко снижаются, приближаясь к условиям окружающей среды [12, стр. 60]. [c.11] Столб сжатой дуги не может расширяться с возрастанием тока, так как находится внутри охлаждаемого водой и потоком, газа сопла, имеющего строго определенный диаметр. Шнур дугового разряда сжимается в сопле с помощью теплового пинч-эффекта, заключающегося в том, что дуга не может расширяться в окружающем ее потоке охлаждающего газа, а также под влиянием магнитного пинч-эффекта, являющегося следствием взаимного притяжения параллельных токов в магнитном поле. Сжимаясь, шнур плазмы отделяется от стенок канала, что приводит к уменьшению потерь на теплопроводность в результате можно получить повышенную по сравнению с открытой дугой температуру плазмы (рис. 5). [c.11] Вернуться к основной статье