ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие высокочастотного электромагнитного поля с химически активной переменной по электрофизическим свойствам нагрузкой из "Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливном цикле - настоящее и будущее" Мы изучили взаимодействие высокочастотного электромагнитного поля с химически активной переменной по своим электрофизическим свойствам нагрузкой на примере системы 2В2О3 -Ь7С. Состав исходной шихты соответствовал стехиометрии реакции (7.3). Зависимость удельного сопротивления исходных вегцеств и продуктов этой реакции от обратной температуры показана на рис. 7.11. Из рисунка видно. [c.345] При достаточно высокой температуре и определенной частоте поля возможен разрыв связей В-0 в расплаве В2О3, что проявляется в резком изменении электрофизических свойств оксида бора. На рис. 7.12 показано влияние температуры и частоты тока на относительную диэлектрическую проницаемость оксида бора. При частоте тока 50 кГц и температуре 940 К происходит разрыв связей В О. [c.346] Электромагнитное поле теряет энергию в диэлектрическом материале за счет сквозной электропроводности, перемещений слабосвязанных частиц, резонансных колебаний упругосвязанных частиц и за счет неоднородностей диэлектрика. Диэлектрическое поглощение энергии поля зависит от процессов установления поляризации, протекающих в диэлектрике под действием электрического поля. Для поляризации всех видов требуется определенное время. Так, смещение электронов и ионов под действием поля протекает очень быстро — за 10 и 10 с, соответственно поэтому данные виды поляризации не приводят к поглощению энергии поля в СВЧ-диапазоне. Однако при частотах инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов частоты колебаний ионов и электронов совпадают с частотой электромагнитного поля эти процессы приводят к поглощению энергии. [c.346] Потери за счет сквозной электропроводности могут быть определяющими и при низких частотах и высоких температурах. [c.346] Диэлектрические потери, обусловленные переносом слабосвязанных заряженных частиц (ионы, группы ионов, электроны и т.п.) наиболее часто встречаюгцийся вид потерь релаксационного типа. Типичная картина изменения е и tg(p с изменением температуры и частоты показана на рис. 7.13. [c.347] Электрическое поле усиливает колебания оптического диапазона, когда разнозаряженные частицы движутся в противоположных направлениях, и не влияет на колебания акустического диапазона, когда соседние ионы перемегцают-ся в одном направлении. [c.347] Механизм внутренних процессов, происходящих в различных органических полупроводниках и приводящих к изменению р, довольно сложен и включает в себя процессы преобразования боковых радикалов, роста атомных углеродных слоев, возникновения графитовых структур и т. п. [c.348] В процессе интенсивного прямого индукционного нагрева шихты может происходить не только испарение, но и диссоциация оксида. Формально, если расчет скорости процесса строится только на учете равновесного давления диссоциации отдельно взятого оксида, то рассчитанная скорость восстановительного процесса будет, как правило, меньше реально наблюдаемой. Пужно учитывать, что присутствие восстановителя оказывает сугцественное влияние на скорость диссоциации оксида, поскольку углерод связывает кислород в СО и СО2 поэтому парциальное давление кислорода в таком процессе намного ниже равновесного. [c.351] Роль контактного взаимодействия борного ангидрида с углеродом в конденсированной фазе, по-видимому, меньше, чем гетерофазного взаимодействия газообразного борного ангидрида с углеродом. Это утверждение можно обосновать, например, следующим фактом. Брутто-скорость карбидизации в брикете борного ангидрида и углерода примерно в 1,5 раза увеличивается с ростом температуры от 1923 К до 2023 К (рис. 7.17), хотя плотность брикета и, следовательно, контакт реагентов сильно уменьшаются по мере протекания карбидизации. [c.352] Пиже приведены результаты измерения энергетического баланса установки Плутон-1 для получения карбида бора прямым индукционным нагревом шихты 2В2О3-1-7С, работающей по схеме на рис. 7.6, полученные в одном из типичных экспериментов. Мощность, потребляемая высокочастотным генератором из сети, составляла 28,17 кВт. Мощность, выделяющаяся в анодной и сеточной цепях, а также в индукторе, составила соответственно 10,42 2,82 и 14,93 кВт. Примерно 53 % мощности, потребляемой генератором из сети, использовалось на полезные цели нагрев и карбидизацию. [c.355] Пиже даны типичные результаты химического анализа (в % вес.) образцов карбида бора (см. рис. 3.7), полученного в статическом (образцы 1-4) и динамическом (образцы 5-6) режимах. [c.355] Индексы связ и своб означают связанный и свободный соответственно содержание свободного С приведено по данным рентгенофазового анализа. [c.356] Иод динамическим понимается режим, при котором шихту непрерывно загружают в реактор, а синтезированный в нем карбид непрерывно выгружают из реактора. [c.356] Ио завершении реакции (7.3) условия взаимодействия поля с ве-гцеством изменяются. Удельное сопротивление болванки карбида бора ниже удельного сопротивления реагирующей шихты, в связи с чем уменьшаются глубина проникновения поля и количество энергии, потребляемое нагреваемым материалом. Из-за интенсивного выделения тенла в пристеночном слое болванки карбида бора повышается температура воды, охлаждающей реактор. Это сигнал для прекращения индукционного нагрева. Уменьшение глубины проникновения индукционных токов в болванку карбида бора предохраняет последний от перегрева, плавления и разложения. [c.356] Результаты рентгенофазового анализа карбида бора, полученного в динамическом режиме, показывают, что в условиях непрерывного движения реагирующего материала часто получается неравновесная, в той или иной степени искаженная структура. Искажения и неравновесность связаны, но-видимому, с неравновесными условиями карбидизации. Неравновесность вызывается как протеканием индукционных токов непосредственно через реагирующие вещества, так и постоянным принудительным перемещением последних в зоне индуктора внутри пустот, образующихся при выделении мопооксида углерода. В большинстве проб карбидный материал содержит фазы Вз,7бС-В4Д8С, т. е. фазы, обогащенные углеродом или бором. Это, вероятно, связано с миграцией оксидов бора вследствие их испарения и диссоциации. [c.356] Вернуться к основной статье