Анодное пятно

Разработан метод гетерофазного синтеза нитридов, заключающийся в следующем [3]. Анодное пятно дуги, горящей в азоте, замыкается непосредственно на таблетку металла, помещенную в охлаждаемый тигель. Металл плавится, атомы и молекулы азота диффундируют в расплав и реагируют с ним, образуя нитрид. Кроме того, металл частично испаряется, и нитрид частично образуется в газовой фазе. Образуемый на поверхности металла порошок нитрида далее возгоняется и собирается на водоохлаждаемой спирали. Выход продуктов зависит от силы тока и расхода азота. [c.188]

Дуговой разряд как способ теплогенерации за счет электрической энергии имеет весьма широкое распространение. В современных печах тепловые мощности дуг превышают 85 ШЗт или свыше 100 кВт/см анодного пятна. Изменяя длину дуги и рабочее напряжение, можно в широких пределах регулировать их способность, к генерации тепла в соответствии с требованиями технологии. [c.231]

Концы электродов сильно разогреты особенно высокую температуру имеют места, на которые опирается разряд. Они подвергаются бомбардировке ионами и электронами и имеют вид раскаленных пятен. Температура более горячего анодного пятна, образованного ударами электронов, достигает 4000 . Вещество электродов энергично испаряется, и пары поступают в плазму. [c.58]

Соленоиды печей для плавки слитков. В тех случаях, когда целесообразно осуществить движение жидкого металла в лунке (например, при плавке титана), кристаллизатор печи помещают в соленоид. Взаимодействие магнитного поля соленоида с полями тока дуги и тока, растекающегося по металлу внутри кристаллизатора, приводит к тому, что несколько повышается напряжение на дуге за счет сжатия ее столба и уменьшения ухода из него электронов на боковую поверхность кристаллизатора и в некоторой степени ограничивается передвижение катодного пятна по торцу электрода и анодного пятна на поверхности жидкой ванны. Оба эти фактора препятствуют перебросу дуги на стенку кристаллизатора [c.211]

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]

Температура анодного пятна поддерживается непрерывно попадающим на него потоком электронов. Поскольку площадь анодного пятна больше, чем катодного, плотность тока в нем меньшая и при угольном аноде составляет около 300 а см , а факел дуги несколько расширяется к аноду в виде конуса. [c.57]

В наших измерениях мы использовали в качестве эталона подобную дугу в режиме работы на границе шипения . Диаметр анода равнялся 8 мм, катода — 4 мм. Непосредственно перед съемкой электроды дуги отжигались при токах 10—15 а в течение 1—2 мин. Затем ток уменьшался до тех пор, пока дуга не прекращала издавать характерное шипение. Перед экспозицией необходимо проверить, полностью ли покрыт анодный кратер анодным пятном. При правильной работе дуги изображение кратера на щели спектрографа представляет собой однородное по яркости пятно. В этом режиме дуга устойчиво работает в течение 20—30 сек. Спектр эталона снимался нами через трехступенчатый ослабитель на ту же пластинку, что и спектр струи. [c.202]

Вначале определяют содержание мышьяка. Для этого пробу включают анодом дуги, межэлектродный промежуток 3 мм, ток 5 а. Регистрацию спектров начинают после перехода анодного пятна дуги на расплав окислов, установив промежуточную диафрагму высотой 5 мм. Переход пятна на расплав окислов ускоряют тем, что после нескольких секунд горения дуги ток выключают и повторно включают, пока расплав не остыл. [c.129]

При наложении поля (рис. 39) прианодная часть - плазмы сильно расширяется, становится симметричной, а около катода образуется тонкая шейка разряда. Такая форма плазмы разряда в магнитном поле объясняется закручиванием дугового шнура по винтовой линии относительно оси электродов, перемещением (вращением) его по внешнему краю широкой торцевой поверхности анода. При малом дуговом промежутке тонкая прикатодная шейка исчезает и расширенное облако разряда становится симметричным относительно обоих электродов [855]. Непрерывное вращение анодного пятна обеспечивает равномерность нагрева и испарения пробы, что улучшает воспроизводимость анализа [103]. [c.126]

Практически с увеличением силы тока низковольтной угольной дуги интенсивность линий следов элементов, как правило, всегда возрастает и возможность их обнаружения улучшается [434, 1031, 270]. Основной причиной является возрастание скорости испарения пробы, приводящее к уменьшению Т и увеличению Пе. Снижению пределов обнаружения элементов при увеличении силы тока способствует также уменьшение флуктуаций интенсивности линий, которые обязаны своим происхождением, главным образом, нестабильности поступления пробы из электрода в разряд [750, 996]. С ростом силы тока увеличивается размер анодного пятна [838], электрод нагревается б олее равномерно, флуктуации испарения пробы уменьшаются. С этой точки зрения выгодно применять электроды малого диаметра. Однако с возрастанием силы тока непрерывно увеличивается интенсивность и флуктуации сплошного фона, что в конце концов ухудшает условия обнаружения слабых спектральных линий. Поэтому, например, в воздушной низковольтной дуге поднимать ток выше 15—25 а (в зависимости от конкретных условий и объектов анализа) нецелесообразно. В импульсной сильноточной угольной дуге, горящей в атмосфере аргона, оптимальной является сила тока 60 а [1428]. [c.136]

Пары вещества электродов, попадая из плазмы в эту область, остывают, что может вызывать сильное самообращение некоторых спектральных линий. Концы электродов сильно разогреты особенно высокую температуру имеют места, на которые опирается разряд. Они подвергаются сильной бомбардировке ионами и электронами и имеют вид раскаленных пятен. Температура более горячего анодного пятна, образованного ударами электронов, достигает 4000°. Вещество электродов энергично испаряется, и пары поступают в плазму. [c.62]

В заключение отметим ограничения описанной методики испарения и укажем возможные пути для их преодоления. Наиболее серьезный недостаток методики нагревания электрода с веществом дуговым разрядом извне кюветы состоит в том, что предельная температура торца электрода, на котором нанесена проба, вследствие отвода тепла к стенкам кюветы оказывается значительно ниже температуры электрода в области анодного пятна дуги и лишь незначительно превышает температуру кюветы. В то же время для быстрого испарения проб в некоторых случаях необходимо нагревание слоя вещества до температур, значительно превышающих 3000° К. [c.294]

Процессы, определяющие высокую температуру дуги и приводящие к возбуждению и ионизации атомов, имеют в основном термический характер и сводятся к следующим явлениям (Мандельштам, 1946). Электроны, испускаемые раскаленным катодом, под влиянием разности потенциалов приобретают очень большие скорости и движутся к аноду, где отдают свой заряд, образуя таким образом разрядный ток. При ударе электронов об анод происходит усиленное выделение тепла, что приводит к появлению на нем хорошо заметного глазом светлого пятна, соответствующего интенсивному местному испарению электрода — анодного пятна. [c.23]

Электродуговой плазмотрон с длиной дуги, меньшей самоустанавливающейся, показан на рис. 2.10. Внутренний торцевой электрод выполняется из вольфрама, легированного торием или лантаном этот электрод заделан в медную водоохлаждаемую обойму анод выполнен из меди, снабжен уступом для фиксации анодного пятна дуги катодная и анодная зоны разделены водоохлаждаемой диафрагмой, которая является по совместительству промежуточным электродом для зажигания и вытягивания дуги. Плазмотроны этой и сходной по типу конструкций применяются до мощности 1 МВт (1 кВ, 1 кА). [c.72]

Износ анодов электродуговых плазмотронов. Эрозия анодов происходит в пространственно-локализованных местах поверхности, находящихся непосредственно под анодным пятном дуги. При отсутствии жесткой фиксации анодное пятно дуги перемещается по окружности анода под действием магнитных и газодинамических сил. Кроме того, в результате шунтирования дуги высота цилиндрической зоны, по которой вращается анодное пятно, увеличивается. Внутренний механизм износа анода несколько проще, чем катода, поскольку анод не плавится во время работы его износ определяется температурой поверхности, твердостью, устойчивостью к окислению и другим видам коррозии. [c.79]

При сравнении данных таблицы 2.4 с данными таблицы 2.3 можно видеть, что удельная эрозия анода при замене медного анода плазмотрона ЭДП-109/200 на анод из псевдосплава 89,1 % W -Ь 10,9 % Си для тех же самых условий эксплуатации уменьшилась в воздухе и азоте почти на порядок величины. Примерно такая же эрозия анода наблюдается и при работе плазмотрона на водороде. Однако уменьшение эрозии имеет место только при интенсивном вращении дуги газодинамическими или магнитными силами. Если анодное пятно по какой-либо причине останавливается, происходят сильный локальный разогрев анода, удаление меди из пор, спекание вольфрамовой матрицы и, как следствие, интенсивный унос материала. Изучение микроструктуры С У-Си)-анода, проработавшего длительное время при непрерывном перемещении анодного пятна, показало, что вольфрамовая матрица и медный наполнитель сохраняются практически в исходном состоянии. [c.82]

Электрическое поле анода вытягивает электроны из положительного столба и отталкивает положительные ионы. Вследствие этого перед анодом возникает отрицательный пространственный заряд, поле увеличивается и появляется анодное падение потенциала. Обычно анодное падение потенциала в дуге с металлическими электродами меньше, чем в тлеющем разряде, а плотность тока на аноде на много порядков больше. Тедшература анодного пятна при больших давлениях газа весьма высока. [c.291]

При повышении давления газа в разряде положительный столб постепенно стягивается и плотность тока возрастает, пока не начнется испарение материала анода (см. ниже). Анодный конец столба вызывает разогревание анода, образуя так называемое анодное пятно при этом область перед анодом заполняется парами металла. Предполагается, что характерный шипящий звук, издаваемый дугой, является следствием химических реакций, между газами и горячим анодом ( 1). [c.291]

Температура электродов дуги очень высока благодаря непрерывности разряда. Наибольшей температуры достигают участки катодного и анодного пятен, причем анодное пятно разогревается сильнее. Оба пятна со временем перемещаются по рабочей поверхности электродов, поэтому высокая температура распространяется по всей поверхности и даже в глубь электрода. Например, температура поверхности анода в угольной дуге достигает 3800 К. Температура графитовых электродов несколько ниже, так как графит имеет большую теплопроводность и лучше отводит тепло, чем уголь. Еще ниже температура металлических электродов, имеющих еще большую, чем графит, теплопроводность. [c.79]

Для стабилизации газового потока и уменьшения эрозии электродов производилось вращение анодного пятна электрической дуги по поверхности сопла постоянным [c.129]

При подаче углерода через отверстие в аноде в непосредственной близости от анодного пятна удавалось испарить значительные количества углерода. В этом случае концентрация дициана на выходе из реактора составляла 0,854% при степени конверсии углерода 8,83%. Уменьшение температуры азота с 7000 до 4200° К приводило к увеличению выхода продукта. Ниже 4200° К наблюдался неустойчивый режим работы дуги. [c.144]

В исчерпывающей работе Бойля и др. (1955) исследовано влияние облака пространственного заряда, состоящего из ионов, испаренных с анода. Ионы, ускоренные в направлении к катоду, распределяются внутри зазора в соответствии с положительным пространственным зарядом, который увеличивается при повышении потенциала катода. Вследствие этого возрастает автоэмиссия и повышается температура анодного пятна. Согласно Бойлю, этот процесс остается стабильным до тех пор, пока автоэмиссия составляет менее 65% независимого электронного тока. При увеличении этого значения процесс становится критическим и автоэмиссия внезапно возрастает на несколько порядков. [c.31]

Если дуговой разряд горит при атмосферном (или высоком) давленйи, то дуга имеет определенный поперечный размер, ее столб резко отграничен от окружающего пространства. На катоде и аноде имеются катодные и анодные пятна, на которые опирается дуга. Эти пятна имеют высокую температуру, плотность тока в [c.182]

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]

Плотность тока в катодном пятне изменяется в широких пределах в зависимости от материала катода, среды, в которой горит дуга, давления и других факторов. Для угольных электродов в воздухе при маломощных дугах она составляет величину порядка 500 а1см плотность тока в анодном пятне на порядок меньше. [c.28]

Об интенсивности нагрева излучением дуги можно судить, ооновываясь на том, что тепловая мощность одной дуги практически может достигнуть 12- 15) 0 ккал/час, причем плотность теплового потока, направленного от дуги, достигает 25000 ккал/час на 1 см анодного пятна. [c.252]

По сравнению с областью катодного падения напряжения область анодного падения напряжения имеет большую протяженность, а величина анодного падения напряжения примерно такая же, как у катода, поэтому напряженность электрического поля у анода значительно меньше. Поверхность анода бомбардируется электронами, это поддерживает высокую температуру анодного пятна и компенси- [c.61]

Процедура перевода анодного пятна дуги на образец аналогична описанной выше, выключают дугу и повторно включают ее на 4-й секунде горения дуги. Период расплавления, отсчитываемый с момента перехода анодного пятна на расплав, длится 30 сек, съемка 100 сек, мелолектродный промежуток во время всех упомянутых операций 3 мм. [c.138]

Перспективным в отношении снижения пределов обнаружения элементов является, видимо, наложение на дуговой разряд вращающегося поперечного магнитного поля [811]. Поле создается тремя парами электромагнитов, расположенных горизонтально, симметрично отно- 1 сительно нижнего электрода, ниже его торца. Вращение магнитного поля осу-ществляется включением катушек элек- тромагнитов в трехфазную сеть пере-менного тока. При частоте 50 об сек анодное пятно описывает окружность пр торцевой поверхности электрода, катодное пятно остается неподвижным. В результате обеспечивается равномерный нагрев анода, стабилизация испарения пробы, положения разряда и условий возбуждения спектра. Ошибки воспроизводимости определения примесей уменьшаются в 2—3 раза, ослабляется интенсивность фона. Конкретных данных о снижении пределов обнаружения элементов в работе [811] нет, поскольку основная задача автора состояла в улучшении воспроизводимости анализа ферросплавов в угольной дуге постоянного тока. [c.130]

Изменение электрических и геометрических параметров дуги (разд. 2.2.—2.4 в [5а]) взаимосвязано с физическими и химиче-скими свойствами проб, испарившихся в источник излучения. Из электрических параметров (разд. 4.3.1) напряжение зажигания дуги очень чувствительно к изменениям в источнике излучения. Регистрация напряжения дуги — практический способ контроля стабильности дуги [4]. Кроме того, задавая определенные, согла-суюшиеся между собой параметры источника излучения, по изменению напряжения дуги можно сделать выводы о химической форме соединений в материале, помешенном в кратер электрода. Кривая зависимости напряжения дуги от времени горения дуги при силе тока 14 А для однородного вещества (не смеси веществ) характеризует испаряющееся соединение [6]. Хотя подобные изменения не отражаются на силе тока, дуга горит не стабильно, если сила тока дуги слишком низка (ниже 2—3 А). Устойчиво дуга горит при такой силе тока, при которой анодное пятно полностью покрывает края кратера электрода. В присутствии солей щелочных металлов при силе тока 6 А катодное пятно опирается на слой соли, которая оседает на графитовом противоэлектроде. При этом дуга горит не стабильно [4]. Стабильность дуги можно поддерживать даже при таких условиях, если использовать удлиненный противоэлектрод из угля с большим сопротивлением и низкой теплопроводностью (см. рис. 3.3, длина электрода 30 мм). Из-за высокого температурного градиента этого электрода электроны не покидают места, покрытые солью щелочного металла, и поэтому дуга все время остается на кончике электрода. Стабильность дуги повышается с увеличением силы тока. При силе тока больше 14 А независимо от формы электрода дуга не поднимается вверх по электроду. Однако для поддержания силы тока выше 10 А нужен стабилизированный и мощный генератор тока и необходимо охлаждение водой электрододержателей. В настоящее время такая сила тока является практически верхним пределом при возбуждении с помощью простой дуги постоянного тока. В противоположность этому существует тенденция создавать источники света с хорошими и контролируемыми аналитическими параметрами и, в частности, с непрерывным введением анализируемой пробы (разд. 3.3.7) на основе высокоэффективного дугового возбуждения. Экспериментальные результаты показали, что при увеличении силы тока обычно существует такая область силы тока, в которой одновременно достигаются максимальная чувствительность и минимальная погрешность определения [7]. Такой случай встречается нередко, он соответствует условиям оптимального возбуждения. В общем случае оптимальное возбуждение может быть получено при силе тока в области 15—20 и 30—40 А, хотя оно зависит также от других экспериментальных условий (поляр- [c.117]

Использование внешнего магнитного поля. Хотя данных по стабилизирующему действию магнитных полей при анализе диэлектрических материалов имеется больше, чем при анализе металлов, выводы для аналитической практики часто не однозначны и состояние проблемы далеко от завершения [2]. Для стабилизации дуги использование внешнего магнитного поля особенно важно, если вследствие большой поверхности анода или низкой силы тока анодное пятно полностью не покрывает поверхность анода. Магнитное поле превращает анодное пятно в равномерно распределенные по электроду микропятна, обеспечивая таким образом стабильность испарения материала из кратера и улучшая воспроизводимость источника излучения. При этом в магнитном поле соответствующей конфигурации и силы (разд. 4.3.4) увеличивается чувствительность определения некоторых элементов, что обусловлено возрастанием времени пребывания атомов (ионов) в дуге и увеличением интенсивности спектральных линий. [c.130]

Без магнитного поля анодное пятно очень быстро и произволь- [c.210]

I — сила тока j — плотность тока Л — теплопроводность Тплав температура плавления То — температура электрода. Численные значения этой скорости для катода и анода должны быть различны ввиду различия плотности тока в катодных и анодных пятнах и вольтовых эквивалентов [c.586]

Второй вопрос касается плотности тока на аноде. Что означает размер анодного пятна, и почему плоптадь пятна при более высоких давлениях не равна площади сечения положительного столба Одной из главных причин является то, что площадь сечения положительного столба определяется главным образом процессами радиальной диффузии и рекомбинации электронов и ионов в плотной внешней зоне газа, тогда как площадь пятна определяется теплопроводностью металла электрода и испарением. Потенциалы ионизации и возбуждения паров электрода обычно меньше, чем соответствующие величины для газов, и плотность пара вблизи пятна больше, чем плотность газа. Расслютрим положительный столб постоянного диаметра, простирающийся вправо от поверхности анода, которая находится вначале при комнатной температуре. Электроны бу- [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология