Плазма факел

Рис. 3.34. Схема источника с высокочастотной индуктивно - связанной аргоновой плазмой 1 — охлаждающая вода 2 — аналитическая зона факела 3 — индукционная катушка 4 — подача раствора током аргона 5 — промежуточный аксиальный поток аргона 6 — внешний поток аргона

Источники излучения для метода распыления растворов можно классифицировать по способу введения аэрозоля. Вначале будут обсуждены методы, в которых анализируемый раствор вводится перпендикулярно оси плазмы, затем — горизонтально через полый электрод. Аналитические результаты, полученные с аэрозольным потоком, вводимым в стабилизированную дугу, плазменную струю и высокочастотный плазменный факел, будут сообщены отдельно (разд. 3.4.6). [c.169]

Перспективным способом обеспечения устойчивого воспламенения и стабилизации горения пылеугольного факела является использование низкотемпературной плазмы взамен подсветки мазутом или природным газом. В этом способе розжиг и стабилизация горения пылеугольного топлива достигаются с помощью низкотемпературной плазмы. [c.52]

Схема электрической дуги между угольными электродами (анодом А и катодом К) показана на рис. 20. В дуге различают центральный столб или факел, расположенный по оси электродов и четко отделяющийся от окружающего газа по яркости свечения. Факел у катода опирается на ярко светящуюся поверхность — катодное пятно, а у анода он примыкает к анодному пятну, имеющему форму кратера. Факел дуги состоит из сильно ионизированных газов и паров электродного материала, образующих так называемую электронную плазму. Факел дуги окружен светящейся газовой оболочкой. Поскольку положительные ионы обладают большей массой, чем электроны, то, попадая на катод, они не только передают ему кинетическую энергию, но и свою массу, поэтому конец катода обычно имеет форму конуса, а на аноде поверхность пятна приобретает вогнутую форму в виде кратера. Это явление — перенос материала электродов в дуге — является одной из причин того, что положительный электрод сгорает быстрее. Температура в отдельных зонах дуги зависит от материала электродов, условий теплоотдачи в окружающую среду, давления газа и других факторов. Температура катодного пятна при угольном катоде примерно 3500° К, при стальном — около 2400° К. 56 [c.56]

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]

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]

Отрицательные эффекты меньше проявляются в новых модификациях эмиссионного спектрального анализа, например, при использовании плазменного факела. В этом случае ионизированный в высокочастотной газовой горелке аргон пропускают через кварцевую трубку, в которой посредством катушки создается поле высокой частоты. В трубку впрыскивают образец в виде раствора или аэрозоля, который нагревается плазмой до 8000-10 ООО К. Такое возбуждение обеспечивает более чистый спектральный фон за счет отсутствия продуктов сгорания угольных электродов и молекул, образованных из азота и кислорода воздуха, что способствует повышению чувствительности и точности анализов. [c.17]

При эмиссионном анализе по атомным спектрам источником света слул ит сама анализируемая проба. Осветитель при этом выполняет только одну функцию — направить световой поток во входную щель прибора, заполнив ее по площади и по апертуре. Чтобы ярче осветить щель, на нее проектируют изображение источника света (обычно с помощью эллиптического зеркала), помещая Б его фокусах щель и источник. При исследовании протяженных объектов (факелы, пламя, плазма) осветитель проектирует на вход- [c.196]

Если лазерное излучение не поглощается образцом (например, в случае прозрачных кристаллических тел), то для проведения пиролиза в образец вводят вещество, выполняющее роль абсорбционных центров (например, порошкообразный углерод или никель). Так, в работе [27] предложено проводить деструкцию прозрачных полимеров (например, полиэтилена, полистирола) под воздействием лазерного излучения, помещая анализируемые образцы в виде тонкой пленки на плоскую поверхность стержня из синего кобальтового стекла. Группа легких продуктов образуется преимущественно в плазменном факеле — быстро замораживаемой плазме, индуцируемой лазерным излучением. Эта группа продуктов представляет собой низкомолекулярные газы, анализ которых позволяет охарактеризовать состав образца. Такого типа анализ известен как плазмо-стехиометри-ческий анализ. [c.84]

Внешние, более холодные участки плазмы в зависимости от рода газа имеют температуру 6000—7000° К. Таким образом, в разных участках плазменного факела безэлектродного индукционного вч-разряда могут возбуждаться линии различных элементов. [c.217]

Этому способствует также оптимизация скорости потока газа, подающего анализируемый аэрозоль в разряд. При такой форме факела существенно улучшаются условия вхождения частиц аэрозоля в плазму, повышается эффективность использования анализируемой пробы [1042]. [c.217]

Рис. 74. Форма и изотермы высокочастотного индукционного плазменного факела а —малая частота разряда (плохое вхождение частиц аэрозоля в плазму) б — большая частота разряда (хорошее вхождение частиц аэрозоля в плазму).

Получение карбида кремния. Известно множество попыток осуществить количественный синтез карбидов путем реакции в плазме углеводородов с дисперсным оксидным сырьем. Большинство из них оказалось неудачными с точки зрения количественного выхода продукта, поскольку реакцию проводили в плазменном факеле при удалении от зоны разряда, где температура была заметно ниже, чем в зоне разряда. Дело в том, что при генерировании (С-Н)-плазмы в самой зоне разряда происходят осаждение углерода на стенки разрядной камеры, экранирование зоны разряда от источника электропитания и распад плазмы. Однако выполнены несколько работ, в которых использовались оригинальные технические приемы, позволившие устранить этот недостаток. Одна из них — работа [17], где синтез карбида кремния осуществлен непосредственно в зоне высокочастотного индукционного разряда. Схема реактора показана на рис. 7.5 (где 1 высокочастотный генератор, 4 распределитель исходных реагентов). [c.335]

Горение пла.змы поддерживается за счет индукционного разогрева газа. Поток газа, несущий аэрозоль, поступает к плоскому основанию плазмы, проходит через тороидальное высокотемпературное пламя и образует более холодный факел пламени над яркой плазмой. Для аналитических целей используется факел , который поддерживается на заданной высоте над горелкой с помошью промежуточного аксиального потока. Обычно эта зона расположепа в 12—20 мм над катушкой индуктора. [c.71]

ИСП характеризуется не только крайне высокой температурой плазмы, но и особым способом нагревания пробы. Проба, в основном в виде раствора, подается потоком газа со скоростью 1 л/миР1 через центральный канал горелки, температура которого мала по сравнению с окружающей тороидальной плазмой. Поэтому проба разогревается плазмой, находящейся вовне. Только на некотором расстоянии над катушкой распределение температур в факеле плазмы становится аналогичным другим источникам света. На рис. 3.35 показан температурный профиль ИСП на разных высотах факела. Несмотря на высокую температуру факела, в метоле ИСПС мало выражены эффекты самообращения и са-мопоглощепия, которые характерны для дуговых и плазменных источников спета. Это подтверждается тем, что линейность градуировочных графиков сохраняется в большом интервале порядков (до 4- 5) [c.71]

Высокочастотная индуктивно-связанная плазма обладает достоинствами пламен и высокотемпературных дуговых разрядов. Большая протяженность факела и относительно малая скорость потока газа создают условия для увеличения времени пребыва- [c.73]

Обычно в плазму вводят аэрозоль, образованный раствором пробы в водном или органическом растворителе. Наряду с этим применяется введение проб в виде конденсатов, образующихся при испарении пробы в электротермическом атомизаторе (см. разд. 14.3), дуге, искре, плазме лазерного факела, а также в виде тонкодисперсных порошков, взвешенных в потоке газа или жидкости. Для ввода жидких проб используются различные конструкции пневматических распылителей (концентрический распылитель Мейнхарда, уголковые распылители, распылитель Бабингтона, сетчатый распылитель Гильдебранда и др.), а также ультразвуковых распылителей. Во всех типах расшшителей используется принудительная подача раствора пробы с помощью перистальтического насоса. [c.375]

Плазменное бурение горных пород осуществляется плазмотронами кос.вепного действия. Нстекающий из такого плазмотрона факел плазмы вызывает резкий месг-ный перегрев породы, которая растрескивается и распадается на куски. [c.246]

Появлению намагниченности могут способствовать многие факторы, например тепловые возмущения, существенная неравномерность тепловых потоков по высоте и периметру труб, изменение температуры стенки, действие мазутного факела как низкотемпературной плазмы, акустоэлектрический эффект вследствие работы отрыва паровых пузырей и их захлопывания. Рассмотрение этих процессов в динамике показывает, что важнейшим фактором следует считать именно термоволновой эффект. Очевидно, эффект проявляется в наибольшей мере в мазутных котлах давлением 110-155 кгс/см на участках с высокой тепловой нагрузкой, особенно при нарушении стабильного пузырькового кипения, в результате чего максимум магнитной индукции наблюдается вдоль образующей экранной трубы, наиболее выступающей в топку. Действие такой магнитной ловушки оказывается достаточным для образования отложений на узком участке внутренней поверхности парогенерирующей трубы вдоль указанной образующей даже в условиях весьма незначительного содержания взвешенных ферромагнитных примесей в котловой воде. Наблюдаемое в практике эксплуатации явно выраженное неравномерное (чередующееся) распределение отложений по длине экранной трубы с обогреваемой ее стороны, по-видймому, соответствует узлам пучности волн магнитной индукции. [c.54]

Плазмотроны с осевой стабилизацией дуги а — со штыревым катодом и дугой, замыкающейся на солло б — то же. с вынесенной дугой в — однокамерный г — двухкамерный (с двусторонним истечением плазмы) плазмотроны с газовым потоком, пересекающим дугу д — с коаксиальными электродами е — Е ысокочастотный ж — сверхвысокочастотный I — дуга 2 — электроды 3 — поток газа 4 — факел плазмы 5 — изоляционная вставка 6 — катушка дли создания магнитного поля 7— индуктор — ВЧ или СВЧ-разряд 5 —корпус /О — волновод кварцевая трубка [c.331]

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.

Ввод твердых проб в источник ионизации ИСП можно осуществлять путем лазерной аб.аяции, достигая таких же-пределов определения элементов, как и при использовании растворов солей. Этот метод ввода исключает необходимость применения длительньк операций растворения исследуемого образца, тем самым уменьшается вероятность его загрязнения. Для абляции исследуемых проб твердых материалов их размещают в абляционной камере. Луч лазера фокусируется на поверхности пробы, и управляемые лазерные импульсы продолжительностью, равной миллисекундам, испаряют материал пробы. Образующееся облачко пробы, состоящее из микрочастиц, уносится потоком аргона в факел ИСП и затем ионизируется в плазме. При этом обеспечиваются пределы детектирования, превосходящие возможности оптических систем. Размер пятна лазерного луча можно регулировать от 10 до 300 мкм, что дает дополнительную возможность пространственного анализа дискретных характеристик пробы. Особое значение такой прибор имеет для использования в полупроводниковой, ядерной, минералологической и керамической областях, где необходимо быстро определять содержание примесей на уровне менее 10 -10 г без растворения. МС-анализ (с ИСП и лазерной абляцией в совокупности) является единственным методом, который удовлетворяет всем аналитическим требованиям, предъявляемым к ана- [c.854]

Для возбуждения аналитического спектра используют разлршные типы газового разряда. Электрический — высокочастотный, импульсный, постоянного тока микроволновый разряд лазерная искра. При этом применяются разные устройства — кварцевые трубки с внешними или внутренними электродами факел индуктивно связанной плазмы в потоке аргона. Аналитические линии или полосы выделяются специальными приборами — монохроматорами, а также многослойными интерференционными фильтрами. Интенсивность спектральных линий и полос регистрируются фотоэлектронными умножителями (ФЭУ) или фотодиодами. [c.920]

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]

Наряду с рассмотренными вч-радиоволновыми источниками (с частотой / от нескольких до десятков Мегагерц) для оптического эмиссионного анализа растворов применяют в последнее время также сверхвысокочастотные (сеч) микроволновые источники (/ — тысячи Мегагерц, — сотни ватт) при атмосферном давлении [1261, 1489, 1120, 1290]. Свч-плазма генерируется с помощью магнетрона внутри или на торце коаксиального волновода. При введении в волновод заостренного алюминиевого стержня на острие образуется факельный свч-разряд (рис. 75). Факел очень стабилен (флуктуации излучения фона характеризуются относительной стандартной ошибкой 0,5%) [1290]. Свч-плазма термодинамически неравновесна. Температура газа в центральной зоне разряда не зависит от состава анализируе- [c.218]

Температура внутри плазмы неоднородна, но изменяется в зависимости от расстояния так же, как температура в факеле пламени. Она круто снижается в направлении, перпендикулярном к продольной оси, и вдоль этой оси в зависимости от расстояния от выходного отверстия плазменного генератора. Изменение температуры в струе плазмы, выходящей из дуги с охлаждаемым зодой электродом, представлено на рис. 7 [5]. [c.326]

При движении через вихревой поток от аиода к катоду плазма ионизирует молекулы воды, образуя выходящую через отверстие в катоде струю, напо.минающую факел пламени. Поскольку в расоматри- [c.330]

В плазменных генераторах в-зо струя плазмы (высокоионизи-рованный газ, образованный при разряде дуги постоянного тока в замкнутом пространстве, имеющем отверстия для подачи газа и выхода плазмы) выбрасывается в виде факела длиной 10— 90 мм потоком азота, аргона или другого газа. Температура факела до 10 000° К и выше. В спектре разряда наблюдаются линии используемого газа, многократно ионизированных атомов металлов и полосы СМ. Чувствительность определения элементов в плазменных генераторах (плазматронах) невелика, а их конструкции нуждаются в усовершенствовании. [c.28]

Структура искрового разряда отличается от дуги (рис. 35). При каждом пробое воздушного промежутка сначала образуется очень узкий канал плазмы, в который почти не попадает вещество электродов. Температура канала очень высокая — десятки тысяч градусов. Свечение канала состоит в основном из линий азота и кислорода, а также интенсивного сплошного фона. В следующий момент небольшой участок поверхности электродов, на который опирается разряд, быстро нагревается до очень высокой температуры. Это тепло не успевает распространиться на соседние участки. В месте разогрева происходит взрывоподобный выброс вещества, который имеет вид факела. Направление факела может не совпадать с направлением канала искры. Яркость факела значительно больше, чем яркость канала. В факеле успевает установиться тепловое равновесие. Его температура около 10 000°. Излучение факела состоит главным образом, из спектральных линий вещества электродов. К моменту следующего разряда горячие участки на поверхности электродов остывают, и пробой промежутка присходит в новом месте. [c.65]

Дисульфид молибдена содержится в низкообогащенных молибденито-вых рудах, однако последние после измельчения подвергаются флотации, в результате чего дисульфид молибдена отделяют от пустой породы. Плазменный процесс разложения молибденита на молибден и элементную серу исследован в работе, проведенной канадской фирмой Норанда [17] на сравнительно высоком уровне мощности на различного вида оборудовании. Здесь особое внимание уделено аппаратурным разработкам. В одной из них использован широко применяемый многодуговой плазменный реактор (рис. 3.8), в другой — уже упомянутый выше плазменный реактор Национальной физической лаборатории Великобритании (рис. 3.9), в третьей — плазменный реактор с переносной электрической дугой. На основании накопленного опыта авторами [17] сделан вывод о том, что плазменная печь НФЛ соответствует специфике разложения сульфидного сырья. В основе плазменного реактора НФЛ лежит работа электрической дуги с общего катода на три факела плазмы, создаваемые тремя маломощными вспомогательными электродуговыми плазмотронами. Реактор имеет два экрана (молибденовый и стальной), чтобы уменьшить потери [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология