ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Износ катодов плазмотронов с торцевым внутренним катодом и медным цилиндрическим анодом из "Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливном цикле - настоящее и будущее" Электроды дуговых плазмотронов — единственная их расходуемая часть. Электроды могут быть выполнены из меди и медных сплавов, вольфрама, циркония, графита и других материалов в зависимости от конструкции плазмотрона, его назначения и пр. Стержневой (фронтальный) электрод (нри прямой полярности — катод) выполнен чаш е всего из торированного или лантанированного вольфрама (для уменьшения работы выхода электрона). Выходной электрод такого плазмотрона (анод при прямой полярности) имеет трубчатую форму и изготавливается из меди, имеющей высокую теплопроводность. Если оба электрода имеют трубчатую форму, то они обычно выполнены из меди. Легирование меди серебром приводит к уменьшению потерь металла за счет окисления это особенно эффективно при работе в кислороде или кислородсодержащих средах. Легирование меди цирконием или хромом увеличивает ее твердость и устойчивость к окислению. Электроды плазмотронов охлаждаются очищенной от растворимых солей водой при повышенном давлении (4 15 атм). Для некоторых приложений применяют деионизованную воду. Расход охлаждающей воды — 40 1000 л/мин в зависимости от параметров плазмотрона. [c.71] Перечислим технологические газы, обычно используемые в различных приложениях воздух, кислород — в окислительных процессах водород, метан, монооксид углерода — в восстановительных процессах азот, аргон, гелий в процессах, где не происходит химически активированного изменения валентности (возможно только ее понижение за счет диссоциации). Типичный расход газов составляет, в зависимости от параметров плазмотрона, 5 Ч-1500 м /ч, давление — 3- 8 атм. [c.71] Общая картина износа электродов дугового плазмотрона иллюстрируется схемами привязки электрической дуги к электродам, показанными на рис. 2.32. [c.71] Существует ряд способов защиты электродов дуговых плазмотронов от износа под действием электродных пятен дуги это соответствующий режим охлаждения, тангенциальный ввод газа в камеру плазмотрона, магнитные поля соответствующей конфигурации и т. п. В настоящее время созданы плазмотроны, в которых время непрерывной работы достигает 1000 часов. Разработаны плазмотроны, в которых катод можно заменить, не прерывая работы плазмотрона существуют конструкции, в которых длину стержневого электрода можно автоматически восстанавливать по мере его расхода. [c.71] За счет скачка потенциала происходит ускорение потока ионов к катоду достигая поверхности, они нейтрализуются электронами металла. Бомбардировка ионами обеспечивает необходимую температуру эмитирующей поверхности. Доля ионного тока в прикатодной области существенно выше, чем в столбе дуги. Из второго слоя в первый движутся не только ионы, но и электроны. Из-за тормозящего влияния поля до поверхности катода доходит лишь небольшая их часть ( обратные электроны), а именно электроны, обладающие энергией, достаточной для преодоления барьера. Сумма токов эмиссии, ионов и обратных электронов равняется полному току разряда. [c.73] Рассмотрим основные процессы, ведущие к износу и разрушению электродов, имея в виду практический аспект дела что можно и нужно сделать, чтобы минимизировать процессы разрушения и повысить ресурс работы электродов Более подробно механизм разрушения электродов изложен в специальных работах [5-7. [c.74] Вернуться к основной статье