Плазма плазмообразующий газ

Плазменная наплавка. Плазма представляет собой высокотемпературный сильно ионизированный газ. Она создается возбуждаемым между двумя электродами дуговым разрядом, через который пропускается газ в узком канале. Присадочный материал может подаваться в виде проволоки, ленты или порошка. При наплавке по слою крупнозернистого порошка последний заранее насыпается на наплавляемую поверхность, а плазменная дуга, горящая между электродом и и.чделием, расплавляет его. При наплавке с вдуванием порошка в дугу порошок подается в плазменную струю, плавится в струе и наносится на предварительно подогретую поверхность изделия. В качестве плазмообразующего газа используется аргон. Плазменная наплавка позволяет значительно повысить износостойкость деталей. Объясняется это минимальным проплавлением основного металла в процессе наплавки порошковых сплавов, что обеспечивает получение необходимых свойств наплавки уже в первом слое. [c.92]

В первом способе плазма образуется при пропускании рабочего плазмообразующего вещества через электрическую дугу. Используемое в дуге напряжение невелико (40—100 В), плотность тока достаточно велика (>1 А). В качестве плазмообразующих газов используются обычно азот, водород, гелий, аргон. Изменяя газ, можно изменять химические свойства среды плазмы (окислительные, нейтральные, восстановительные). Плазма может иметь разную температуру (от 5000 до 50000° С). Соответственно степень ионизации может изменяться от 1 до 100%. Дуговые плазменные струи всегда в некоторой степени загрязнены материалом электродов. Поэтому наряду с дуговыми плазмотронами развивается разработка высокачастотных и сверхвысокочастотных плазмотронов, в которых источником плазмы является высокочастотный индукционный нагрев. [c.538]

Газ, используемый для получения плазмы (плазмообразующий газ), —это аргон. Как любой благородный газ, аргон является химически инертным одноатомным простым веществом с высоким потенциалом ионизации (15,76 эВ). Следовательно [c.19]

В последнее время разработаны принципиально новые способы превращения ТГИ, главным образом угпей, в газ. Это достигается значительным увеличением скорости деструкции, чем термоэятся реакции конденсации продуктов распада. Этот процесс осуществляется в низкотемпературной плазме. Плазмообразующий газ может служить только энергоносителем, например аргон, ипи наряду с зтим и химическим агентом, например водород и кислород. Скорость нагрева в плазме составляет 10 °С/с. В зтих условиях реакция длится 10" -10 с. Для предотвращения распада продуктов деструкции их быстро охлаждают со скоростью 10 — 10 ° J , т.е. проводят закалку. [c.213]

Плазменный нагрев аналогичен газоплазменному с той лишь разницей, что энергия создается за счет электрического разряда. Поэтому основным узлом этого вида нагрева является плазмотрон-газоразрядное устройство для создания низкотемпературной плазмы. Мощность дуговых плазмотронов 10 -г 10 Вт температура струи на выходе из сопла 2500 -г 3000 °С скорость истечения струи 1 + 10 м/с КПД — 50 Ч- 90% Ресурс работы составляет несколько сотен часов. В качестве плазмообразующих веществ используют воздух, азот, аргон, водород, нитрид водорода, кислород, воду, а также жидкие и твердые углеводороды, металлы, пластмассы. [c.134]

При взаимодействии плазмы с жидкостью, например азота и водорода с жидкими углеводородами, могут быть синтезированы ацетилен и цианистый водород [4]. Для осуществления процесса плазменную струю затопляют в толще жидкого углеводорода. Процесс протекает в газовом пузыре, который образуется вблизи сопла плазмотрона. Температура в зоне реакции зависит от мощности генератора плазмы и теплофизических характеристик плазмообразующего газа. К преимуществам такой организации процесса относят очистку от сажи и тяжелых углеводородов при прохождении пирогаза через толщу углеводородного сырья непосредственную закалку продуктов в слое углеводородов возможность использования некондиционных видов сырья. [c.188]

Высокочастотная индуктивно-связанная аргоновая плазма (ИСП) как источник света в спектральном анализе применяется сравнительно недавно. Для получения плазмы используются, как правило, разряды тороидальпой формы, возбуждаемые могцным вы oкoч l тoт lым нолем в потоке плазмообразующего 1-аза, двигающегося вдоль осн разряда. Горелки ИСП отличаются по форме, размерам и конфигурации, а также по способу охлаждения стенок горелки, по виду рабочего газа и т. п. [c.69]

В смеситель 2 подается угольный порошок и плазменная струя из генератора плазмы 1. Выбор плазмообразующего газа [c.214]

ВЧ-генератор 2 — настройка и сопряжение 3 — плазменный факел 4 — ВЧ-катушка 5 — подача охлаждающего газа аргона 6 — плазмообразующий га.з аргон способы введения пробы в плазму 7 — подача жидких образцов 8 — подача твердых образцов 9 — колба с гидридами 10 — термический атомизатор И — распылитель 12 — жидкостный хроматограф [c.120]

В химии и металлургии используется низкотемпературная плазма. Ее получают в основном двумя способами — дуговым и высокочастотным. В первом пропускают плазмообразующий газ (чаще всего Аг, а также N2, Нг, Не) через электрическую дугу с напряжением на электродах 40—100 Вис достаточно высокой плотностью тока 1 А-см-2. Изменяя состав газовой смеси, можно создавать условия, благоприятные для протекания тех или иных химических реакций. [c.358]

В первом способе плазма образуется при пропускании рабочего плазмообразующего вещества через электрическую дугу. Используемое в дуге напряжение невелико (40— 100 В), плотность тока достаточно велика (>1 А). В качестве плазмообразующих газов используются обычно азот, водород, гелий, аргон. Изменяя газ, можно изменять химические свойства среды плазмы (окислительные, нейтральные, восстановительные). Плазма может иметь разную температуру (от 5000 до 50000 °С). Соответственно степень ионизации может изменяться от 1 до 100%. Дуго- [c.678]

В последние десятилетия подверглись детальному исследованию спектры аргона и железа, поскольку аргон является основным плазмообразующим газом в источниках индуктивно-связанной плазмы, а спектр железа чаще других используется в качестве реперного, относительно которого гоучаются спектры всех друг их элементов. Вероятности перехода для атомных линий аргона в красной и голубой области спектра известны с погрешностью = 10 % Погрешность установленных значений -величин для ионных линий аргона значительно больше, для большинства линий находится в интервале 25-50 % и лишь для отдельных линий близка к 10 %. [c.356]

Покрытие наносили на установке фирмы Плазма-Техник АГ при следующем режиме /= 500>1, = 65 В, дистанция напыления 100— 130 мм. В качестве плазмообразующего газа использовали аргон с расходом 0,015-0,030 м /с. Порошок подавали дозатором с точностью 2%. [c.111]

Схема электродугового плазмотрон постоянного юка с фиксир. длиной дуги, стабилизированной вихревым потоком плазмообразующего газа I-электроды 2-вход плазмообразующего газа З-столб дуги 4-катушки электромагнитов 5 ПОТОК плазмы. [c.554]

Плазма образуется в виде факела, что обеспечивает электрическую изоляцию между плазмой и катушкой, а также ограничивает и стабилизирует плазму для введения пробы. Благодаря природе ВЧ-поля и результирующему скин-эффекту энергия ВЧ-генератора выделяется в основном во внешней части плазмы. Следовательно, существует зона вдоль оси плазмы, в которой вязкость ниже. Это приводит к образованию центрального канала, который облегчает ввод пробы. В современной аппаратуре для получения факела используют три концентрические трубки внешнюю —для ограничения и изоляции плазмы среднюю —для ускорения плазмообразующего газа, который вводят между внешней и средней трубками инжекторную — для ввода пробы (рис. 8.1-3). Внешнюю трубку изготавливают из кварца, поскольку он термостоек и хорошо пропускает излучение. Наблюдение плазмы можно осуществлять перпендикулярно оси плазмы (боковой обзор) или вдоль оси (осевой обзор). [c.20]

ВЧ-генератор, контролируемый кристаллом рабочая частота 27,120 МГц ( 0,05 %) флуктуации выходной мощности - не более 0,3 % поджиг плазмы - автоматически расход охлаждающего газа 2-20 л/мин расход плазмообразующего газа 0,2 - 1,6 л/мин расход газа-носителя 0,2 - 1,5 л/мин продувка - 3,5 л/мин. [c.804]

Практическое применение находят плазменные генераторы струйного типа. Они делятся на безэлектродные и электродные. Безэлектродный плазмотрон в простейшей форме представляет собой кварцевую трубку, открытую на одном конце, с подачей газа на другом (рис. 3) [2]. В качестве источника питания используют ламповые и магнетронные генераторы, работающие в диапазоне 1—2000 Мгц. Энергия вводится в плазму при помощи высокочастотного индуктора, окружающего часть трубки. Основным преимуществом плазмотронов подобного типа является чистота плазмы, определяемая чистотой плазмообразующего газа и реагентов. [c.239]

В другой серии опытов на том же плазмотроне в качестве плазмообразующего газа использовался аммиак. Реакция аналогична вышеописанной, поскольку в плазме аммиак разлагается на азот и водород. Степень превращения достигала 40% (на введенный углерод). В третьей серии опытов в азотную плазменную струю вводился метан. Степень превращения в синильную кислоту и ацетилен достигала —75% (на введенный углерод). Увеличение скорости закалки способствует образованию ацетилена. [c.248]

Из данных таблицы 2.9 видно, что при увеличении мощности в плазме от 20 до 50 кВт и расхода плазмообразующего газа от 50 до 125 л/мин диаметр плазменного сгустка увеличивается от 0,032 до 0,056 м. Величина аК2/К зависит не только от сопротивления плазмы Я25 но и от соотношения диаметров индуктора и плазменного [c.119]

В отличие от предыдущего, этот процесс был осуществлен в Канаде только на лабораторном уровне с использованием высокочастотного безэлектродного плазменного реактора (рис. 3.6). Разряд возбуждали в оболочке из диэлектрического материала 3, находящейся в индукторе 1 высокочастотного генератора. Для возбуждения разряда использовали трансформатор Тесла 2, электрод которого находился снаружи разрядной камеры. Плазмообразующим газом служили аргон или смесь аргона с водородом. Мощность высокочастотного генератора составляла 15 кВт, частота — 5 МГц. Среднемассовая температура плазмы — 3500 -Ь 6000 К. Серпентин подавали через водоохлаждаемый зонд-питатель 5. [c.146]

Процедура проведения процесса также является стандартной. Плазмообразующий газ (смесь Ar/N2 и чистый Аг) вводят в зону разряда тангенциально, чтобы стабилизировать последний. По центру разрядной зоны вводят водоохлаждаемый зонд, используемый как для подачи дисперсного реагента в разряд, так и для инициирования плазмы. В работе [11 внутренний диаметр плазмотрона составлял 0,05 м, охлаждение проводилось сжатым воздухом, зона энерговыделения 0,1 м. Источник электропитания радиочастотный генератор с колебательной мощностью 40 кВт, частота 4 -=- б МГц. Основные потоки энергии и реагентов показаны на рис. 7.2, расходы газа — в табл. 7.1. Реагенты (( б, <5б) вводят в плазму тангенциально в одном и том же сечении водоохлаждаемого реактора со скоростью 10 -Ь 30 м/с. Продукты взаимодействия реагентов направляются в закалочную камеру. Температура газового потока на выходе из реактора может быть косвенно измерена но показаниям оптического пирометра, сфокусированного на конец трубы из оксида алюминия, помещенной по центру газового потока. Температура закалки регулируется в интервале 200 -Ь 700 °С изменением расхода азота (5т- Максимальное давление в реакторе — 2 атм. Аппарат имеет медное ограждение, чтобы предохранить оператора от электромагнитной радиации и ультрафиолетового излучения. [c.331]

На рис. 11.28 показана более детальная схема металлодиэлектрического высокочастотного плазмотрона пилотного завода. Принципиальная часть технологического аппарата — металлодиэлектрический высокочастотный индукционный плазмотрон — находится в индукторе 6 модифицированного высокочастотного генератора ВЧИ-63/5.25. Собственно плазмотрон включает в себя секционированную (разрезную) медную водоохлаждаемую разрядную камеру 5, расположенную внутри кварцевой оболочки 4 с минимальным зазором кварцевая оболочка герметично состыковывается с верхним 3 и нижним 8 крепежными фланцами. Пад верхним крепежным фланцем 3 находится насадка 1 для подачи плазмообразующего газа — смеси Нз-Аг, ввод газов осуществляют через тангенциально расположенные каналы 2. Металлодиэлектрический плазмотрон находится внутри стальной защитной камеры 7, заполненной обычно азотом под атмосферным давлением, обеспечивающей безопасность от высокого нанряжения на индукторе, электромагнитного излучения с индуктора и потенциально возможной утечки водорода. Под плазмотроном находится вставка с кольцевым коллектором 9 ввода ПРе в поток (Н2-Аг)-плазмы, генерируемой в разрядной камере плазмотрона. С точки ввода иГб через радиальные каналы 10 начинается плазменный реактор 11, размеры которого определяли с учетом компьютерного моделирования процесса реактор охлаждается с помощью канала охлаждения 12. Дальнейший технологический маршрут процесса был показан на рис. 11.27. [c.608]

В качестве плазмообразующего газа используют аргон, азот, кислород, воздух, водяной пар, аммиак, природный газ, моно-и диоксид углерода, га,л[огены. Плазма дуговых плазмотронов практически всегда в той или иной мере загрязнена материалами эрозии электродов. Если это недопустимо, используют безэлект-родные высокочастотные индукционные (ВЧ-И), емкостные (ВЧ-Е) и сверхвысокочастотные (СВЧ) плазмотроны. [c.296]

Получают К. из элементов, восстановлением оксидов металлов, газофазным способом, металлотермически. Синтез из элементов осуществляют при высоких т-рах в вакууме или инертной атмосфере. В зависимости от технол. параметров процесса образуются порошки с размером частиц от 0,5 мкм до 2 мм. Синтез может осуществляться в режиме горения, т. к. в результате р-ции выделяется большое кол-во тепла, либо в плазме при 5000-10000 К в дуговых, высокочастотных и сверхчастотных плазмотронах. В результате быстрого охлаждения из парогазовой смеси элементов в плазмообразующем газе (Аг или Не) образуются ультра-дисперсные порошки с размерами частиц 10-100 нм. [c.317]

К и скорости потока до 1-10 м/с. В тех произ-вах, где недопустимо наличие в плазме материалов эрозии электродов, используют безэлектродные плазмотроны (высокочастотные индукционные и емкостные, СВЧ). При относительно высоком ресурсе работы (до 2000 ч) их мощности достигают I МВт (индукц. плазмотроны) и 0,1 МВт (СВЧ плазмотроны), кпд-до 0,6. Радиальные градиенты т-ры в генерируемых этими плазмотронами потоках плазмы достигают 0 К/мм, макс. т-ры-от 7 до 11-10 К для разл. плазмообразующих газов при скоростях течения до 100 м/с. [c.554]

Рис. 8.1-3. Схематическое изображение факела индуктивносвязанной плазмы. 1 — индукционная катушка 2 — внешняя трубка 3 — средняя трубка 4 — инжекторная трубка для ввода пробы 5 — плазма 6 — зона атомизации 7 — зона эмиссии атомных линий 8 — зона эмиссии ионных линий. Плазмообразующий (внешний) газ вводят между внешней и средней трубками, дополнительный (вспомогательный) газ вводят между средней и инжекторной трубками, газ-носитель вводят через инжекторную трубку.

Поток аргона, подаваемый в зазор между гфомежу-точной и внешней трубками, с одной стороны, служит плазмообразующим газом, а с другой — отжимает раскаленную плазму от стенок горелки, предохраняя их от перегрева и разрушения. Аэрозоль анализируемой пробы распространяется вдоль центрального канала разряда, практически не задевая электропроводящего скин-слоя и не влияя на его характеристики в этом заключается одна из главных особенностей ИСП-разряда, отличающая его, например, от дуговых плазмотронов. [c.375]

Значительная часть (до 80—90%) аргона расходуется на охлаждение горелки. При нормальной загрузке прибора ежедневно требуется по 1 1баллону чистого аргона. Поэтому проблема создания более экономичных горелок весьма актуальна. Разработана горелка с водя,ным охлаждением. Она состоит из внешней кварцевой трубки (в которой индуцируется плазма) с водяной рубашкой, центральной трубки для подачи аэрозоля и двух-виткового индуктора из медной водоохлаждаемой трубки. Расход газа-яо сителя составляет 1,5—2,0 л/мин, а плазмообразующего газа — 2,0 л/мин. Оптимальные результаты получены при диаметре внешней трубки 40 мм [59]. Понвидимому, для оптимизации параметров горелии потребуется дальнейшее усовершенствование их конструкции. Но даже при применении аписанного варианта уже получены достаточно хорошие результаты по чувствительности анализа. [c.29]

Исследовано влияние сопутствующих компонентов при одновременном многоэлементном анализе растворов на устано вке АКЬ 31000 С при следующих условиях рабочая частота 27,12 МГц, мощность 1,25 кВт, расход анализируемого раствора 2,5 мл/мин. Использовали аргон (ГОСТ 10157—73) со следующим расходом охлаждающий поток 10,5 л/мин, плазмообразующий — 0,8 л/мин, транопортирующий — 1,0 л/мин. Раствор подавался принудительно перистальтическим насосом. Одновременно измеряли излучения линий (в нм) Ьа П 398,8 Сг I 452,4 У II 371,0 Со II 228,6 Мо II 281,6 Ре II 259,9 при вдува нии в 1плаз му растворов, содержащих 4—40 мкг/мл перечисленных металлов, а также азотную и фосфорную кислоты (по 2 мл каждой кислоты на 100 мл раствора) в присутствии 0,7 мг/мл никеля и 0,3 мг/мл алюминия. Установлено наличие существенных влияний на стадии иопарения аэрозоля, снижающих аналитический сигнал. Обнаружены также значительные ионизационные помехи по всему факелу плазмы. Введение в раствор 3 мг/мл калия оказывает сложное влияние на интенсивность сигнала разных элементов при различных высотах наблюдения. Так, щри высоте наблюдения 22—26 1мм с введением в раствор калия сигнал хро ма уаиливается, сигналы кобальта, лантана и иттрия ослабляются, а при высоте наблюдения 14— 18 мм калий оказывает противоположное действ ие [62]. [c.30]

Исследование проводилось иа установке, включающей плазмотрон, представленный на рис. 2, который использовался для генерирования потока плазмы. Питание ллазмотрона осуществлялось постоянным током при напряжении 425 В. Плазмообразующий агент (воздух) подавался в плазмотрон через штуцер 5. В завихрителс плазмотрона возникал вихревой ноток, который проходил в кольцевом зазоре, образованном катодом I и медным анодом 2, где создавалась электрическая дуга. Проходя через дугу, воздух нагревался до среднемассовой температуры 3500—3700 К и вытекал в виде плазменной струи. При расходе воздуха через плазмотрон 14—20 л/мин и давлении в зоне реактора 0,11—0,115 МПа параметры дуги составляли 11 — 190—220 В, / = 6,8—7,2 А. Таким образом, мощность плазмотрона составляла около 1,3 кВт при максимальном коэффидиенте его полезного действия 0,90—0,95. Катод и анод охлаждались водой, подводимой через штуцера 7 и 8. Поток паров этилбензола и воды вводился в зону реакции через штуцер 6. [c.69]

Принцип действия плазматрона основан на нагревании газа, который проходит через сжатую электрическую дугу с высокой концентрацией мощности. Плазматрон представляет собой камеру с двумя электродами, между которыми зажигается дуга постоянного тока. Дуга внутри камеры охлаждается. потоком газа. В качестве плазмаобразующего газа могут быть использованы воздух, азот, аргон, гелий и др. Плазма дуги испытывает термическое и электромагнитное сжатие и в виде устойчивой высокотемпературной струи длиной 10—15 мм вместе с потоком газа выбрасывается через сопло верхнего электрода. Благодаря тепловому и электромагнитному эффектам резко возрастает плотность тока, температура плазменной струи достигает больших величин и может меняться от 5000 до 12 000°/С и выше в зависимости от ряда факторов величины тока, диаметра сопла, давления и свойств (потенциала возбуждения и теплопроводности) плазмообразующего газа, величины межэлектродного промежутка. При определенных условиях имеет место температурное равновесие по всему объему внешней части струн. На рис. 20 показана принципиальная схема плазматрона. В настоящее время создан ряд конструкций плазматронов с графитовыми и металлическими, электродами. Описана малогабаритная плазменная горелка для спектрального анализа порошков. [c.47]

Таким образом, удалось удалить диэлектрическую трубу из зоны плазмообразования и сделать конструкцию цельнометаллической. Тем не менее сохраняется необходимость иметь диэлектрическую вставку между магнетроном и зоной плазмообразования. Дело в том, что плазмообразующий газ, вводимый в круглый волновод, не должен распространяться по прямоугольному волноводу. Это относится к любому газу, тем более к технологическим газам, обладающим высокой химической активностью. Следовательно, в каком-то месте прямоугольного волновода необходимо герметично вмонтировать вставку из диэлектрического материала, прозрачную к потоку электромагнитной энергии, но непроницаемую для газа. Это слабое место вышеописанной конструкции, поскольку с точки зрения безопасности тракта электромагнитной энергии и источника электропитания, а также для минимизации возмущений в газодинамике потока плазмы ее [c.103]

Наиболее совершенна плазменная наплавка порошками. Она заключается в том, что наплавляемый порошкообразный сплав подается на поверхность детали в зону образования плазмы, которая возникает в результате прохождения плазмообразующего газа через электрическую дугу между вольфрамовым электродом (катодом) и деталью (анодом). На рис. 3.9 показаны схемы работы плазменной горелки и образования наплавленного слоя. В зоне дуги плазмообразующий газ ионизируется с выделением большого количества тепла. Процесс наплавкц протекает в среде защитного газа, окружающего зону плазмы. Наплавляемую деталь предварительно прогревают до 300—400 °С. [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология