Плазменные факелы

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]

Введение раствора в стабилизированную дугу, плазменную струю или высокочастотный плазменный факел [c.173]

На рис. 3.34 показана типичная схема горелки высокочастотного плазменного факела. Горелка ИСП состоит из хорошо сцентрированных трубок из кварца. Индукционная катушка 3 соединена с высокочастотным генератором с частотой 27—56 МГц и входной мощностью 1 — 1,5 кВт. Плазмообразующий, газ — аргон — поступает с разной скоростью в трубки внутренний поток 4, несущий [c.70]

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]

Различают плазмотроны прямого действия, когда анодом является обрабатываемый материал (сталь в сталеплавильной плазменной печи свариваемый или подвергаемый резке материал в плазменных сварочных установках), и косвенного действия, когда анодом является корпус плазмотронов (рис. 4.27), а нагрев осуществляется выходящим из сопла плазменным факелом. [c.243]

Для возбуждения рабочей дуги между элек гродом 4 и разрезаемым металлом 5 с помощью осциллятора ОСЦ зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом плазмотрона, которая вьщувается из сопла в виде плазменного факела. При касании факела вспомогательной дуги разрезаемого металла возникает режущая рабочая дуга 6. Вспомогательная ду1а при этом автоматически отключается. [c.119]

Для технологических применений плазменной струи существенную роль играет знание процессов передачи тепла от струи ионизированного газа нагреваемому телу. Решение подобных задач также сопряжено с значительными трудностями [Л. 49]. Тем не менее высокая энтальпия плазменного факела делает высокоэффективным его использование для проведения технологических процессов со скоростями, недостижимыми в других условиях, или в принципиально новых процессах в газовой химии, металлургии и других областях техники. [c.254]

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]

Масс-спектрометрические методы, например, метод определения кислорода и азота с помощью искрового масс-спектрометра или масс-спектрометра с воздействием на образец лазерного излучения для получения плазменного факела и его последующего масс-спектрометрического анализа. Имеется опыт применения и электронной пушки для экстракции газов из металла и их ионизации. [c.931]

Б. Газовые разряды и плазменные факелы. .. 93 [c.73]

Б. ГАЗОВЫЕ РАЗРЯДЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ ФАКЕЛЫ [c.93]

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]

С увеличением частоты разряда до некоторой оптимальной величины температура на оси плазменного факела вследствие усиления скин-эффекта уменьшается и он принимает тороидальную форму [158, 1042] (рис. 74,6). [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).

В сравнении с мягкими условиями, в которых проведена работа [118], плазменные дуги и факелы дают чрезвычайно высокие температуры. Не удивительно поэтому, что при разложении метана и других углеводородов в плазменном факеле, как и в случае пиролиза при очень высоких температурах, происходит образование пирографита и сажи. [c.295]

Рис. 3.55. а — схема простого высокочастотного плазменного факела [15] [c.175]

Сравнительно недавно предложенный высокочастотный плазменный факел (разд. 2.4.10 в [Па]) находит все большее аналитическое применение. В противоположность прежним конструкциям этого источника излучения устройство, показанное на рис. 3.55, отличается простотой и работает с аргоном (в качестве газа- носителя), обладающим подходящим потенциалом возбуждения. [c.176]

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]

ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПЛАЗМЕННОГО ФАКЕЛА [c.62]

Рис. 2.14. Горелка высокочастотного плазменного факела

Типичная схема горелки высокочастотного плазменного факела приведена на рис. 2.14, в которой плазмообразующий газ (аргон) ионизируется при помощи индукционной катушки, соединенной с высокочастотным генератором с частотой 27 или 40 МГц и мощностью 0,4—2,5 кВт или 5—25 кВт [179]. Эта катушка выполняет роль первичной обмотки трансформатора (индуктивная связь), а вторичной — свободные электроны плазмы. Плазма образуется в результате предварительной ионизации под [c.63]

Высокочастотный плазменный факел — высокочастотный индукционный разряд, горящий в аргоне при атмосферном давлении. Этот источник обладает значительно лучшими характеристиками по сравнению с искровыми и дуговыми разрядами [179—184]. Уже в первых опытах применения высокочастотного разряда низкого давления было показано преимущество данного спектрального источника, которое возникает при замене сменных электродов на внешние высокочастотные электроды или на индукционную катушку. Однако внедрение этого источника сдерживалось из-за его несовершенства. Открытие Бабата еще в начале 40-х годов дало возможность получать высокочастотный разряд уже при атмосферном давлении [185]. Кроме того, им были сконструированы генераторы (от 2 до 77 Мгц), на которых удавалось получать мощные безэлектродные разряды внутри кварцевых трубок при давлениях до 10 Па. Ридом проводилась работа по стабилизации индукционного плазменного разряда в различных газах, текущих через кварцевую трубку при атмосферном давлении [186]. Проведенные исследования позволили разработать оптимальные конструкции плазменной горелки применительно к плазмообразующему газу аргону [187—190], а также с использованием азота [191] и гелия [192]. Кроме того, была разработана довольно простая установка, позволяющая проводить одновременно многоэлементный анализ [193]. Описание и применение индукционного плазменного разряда приведены в работах [193—232]. [c.62]

Следует отметить, что несоответствие значений вычисленных температур возбуждения и электронной концентрации приводит к выводу, что в высокочастотном плазменном факеле отсутствует термодинамическое равновесие [223, 233—235]. [c.63]

Осознание важности экологических проблем заставляет исследователей привлекать для контроля суперэкотоксикантов все современные высокочувствительные методы аналитической химии. Так, при определении низких содержаний ионов высокотоксичных металлов в основном применяются методы оптической спектроскопии и люминесценции (атомноэмиссионная спектроскопия с возбуждением от высокочастотного плазменного факела (ИСП-АЭС), атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) с электротермической атомизацией и др.) (3 , а также инверсионная вольтамперометрия (ИВА) с химически модифицнрова1Шыми электродами [41. Для определения органических загрязнителей наряду с хроматографией наблюдается тенденция к более широкому использованию хромато-масс-спектрометрии, иммунохимических и флуоресцентных методов 2,5 Следует заметить, что в области разработки методов контроля за состоянием загрязнения природных сред суперэкотоксикантами имеется много нерешенных проблем В первую очередь это относится к методам экспрессного определения органических веществ. [c.244]

В настоящее время в химическом производ-стве плазмотроны применяют в первую очередь в целях нагрева газов, например, для получения ацетилена из природного газа. Это — установки длительного действия с большим ресурсом, мощностью 1000—2000 кВт и более. На рис. 4.29 показана схема высоковольтного плазмотрона для нагрева газа (с вольфрамовым или графитовым катодом /), в камеру 2 которого по касательной подается закрученный газовый поток. Анод 3 выполнен из медной водо-дхлаждаемой трубы, находящейся внутри соленоида 4. Благодаря последнему анодное пятно, непрерывно вращаясь, движется по поверхности меди, что снижает эрозию последней. В этой конструкции ресурс анода может достигать 100—200 ч. Из плазмотрона плазменный факел попадает в холодильник 5, где происходит быстрое охлаждение газа. Если газ несет с собой пары какого-либо материала, то в холодильнике могут быть получены мелкодисперсные порошки этого материала. Плазмотроны такого типа работают при токе до 500 А и напряжении 2000—4000 В. [c.244]

Для напыления и нанесения покрытий применяют плазмотроны постоянного тока косвенного действия. Напыляемый материал вводигся в состав катода и прн плаа-лении последнего поступает В БИде мелких капель в плазменный факел, обдувающий изделие, на которое нужно нанести покрытие. Если материал покрытия не электропроводен, он может быть введен в виде порошка в камеру плазмотрона. Благодаря большой скорости мельчайшие частицы внедряются в напыляемую поверхность, образуя на ней плотный слой покрытия. [c.246]

Если в обычных условиях свободно горящая дуга (см. гл. 1) имеет среднемассовую температуру газа-В столбе порядка (6н-8)10 ° К, то дуга, стабилизованная газовым вихрем, позволяет получить среднемассовые температуры плазменного факела порядка (10- 30) X Х103 °К. [c.253]

Большинство С., получаемых обычными способами, при затвердевании кристаллизуются. При быстром охлаждении расплава (скорость охлаждения 1-10 млн. градусов в с), напр, при контакте расплавленной капли металла с быстро-вращающейся охлажденной пов-стью, распылении расплава холодной струей газа или конденсации паров металлов в тон1сие пленки на охлаждаемой подложке, получают аморфные С. Мелкодисперсные порошки таких С. затем м.б. спрессованы путем горячей экструзии в заготовки или с помощью плазменного факела нанесены на разл. детали в виде тонких покрытий. Аморфные С. по сравнению с кристаллическими обладают повыш. св-вами-износостойкостью, прочностью, пластичностью, коррозионной стойкостью, сопротивлением усталости. [c.408]

В настоящее время в литературе появляются публикации, посвященные изысканию окисных покрытий яа вольфраме, работающих при температурах выше 2000° С. Предпринята попытка использовать в качестве покрытий высокоэнтальпийяые окислы тория, гафния и циркония (см. № 4, табл. 11). Покрытия испытывались в воздушной атмосфере при давлении 20 мм рт. ст. Образцы с покрытием нагревались электрическим током до 2200° С за 90 сек. Поток воздуха со скоростью 10 м/мин направлялся в центр испытуемых стержней. В дальнейшем испытаниям подверглись покрытия из ТЬОг и НЮг с до бавкой 5% окиси иттрия. Испытания проводились при нагреве образцов до 2500° С плазменным факелом. В качестве плазмообразующего газа использовался воздух при давлении 40 мм рт. ст. Толщина покрытий 750 мкм. Ниже приводятся результаты испытаний покрытий на вольфраме при 2500° С [7] [c.258]

Рис. 3.2. Схема плазменного реактора процесса lonar Smelters 1 — продукты диссоциации циркона 2 — катодная струя 3 — источник электропитания 4 — частицы циркона 5 — графитовые электроды 6 — плазменный факел 7 — аргон

В середине семидесятых годов начался серийный выпуск промышленных прибор0 В, эксплуатация которых показала, что высокочастотный плазменный факел является очень эффектив- [c.62]

Большое внимание в последние годы уделяется применению в пиролитических устройствах лазерной техники. Условия лазерного пиролиза существенно отличаются от термического, поскольку лазер обеспечивает проведение контролируемого пиролиза. С его помощью излучение определенной длины волны заданной энергии в течение очень короткого времени может быть направлено на ограниченную область материала пробы излучение импульсного лазера (например, с использованием рубинового или ниобиевого стекла) фокусируется и направляется на анализируемый объект. Продолжительность импульса обычно составляет около 0,001 с, а энергия — около 5 Дж/импульс [213]. Если эта энергия фокусируется на пятне диаметром 0,1 см, то плотность излучения составляет -6,4-10 Вт/см [206, с. 235]. Определенная часть этой энергии поглощается пиролизуемым образцом. Обсуждалось несколько механизмов этого процесса по-видимому, наилучшим образом описывает этот процесс полифотонная абсорбция [214]. В результате абсорбции часть пиролизуемого образца переходит в плазменное состояние. В процессе взаимодействия лазерного импульса с веществом образовавшийся плазменный факел растет в направлении лазерного удара. Скорость роста факела в вакууме составляет 10 см/с. Высокое давление, возникающее в плазме, порождает ударную волну, действующую на образец. По имеющимся оценкам температура возникающей плазмы составляет более 10 К [215, 216]. Эти процессы, в том числе рост факела и его угасание, протекают за время примерно 0,001 с. В этих условиях происходят химические превращения вещества, сопровождающиеся образованием значительных количеств летучих продуктов. Часть этих продуктов образуется в плазме, часть — как результат термического удара — в веществе. [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология