Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Плазма неравновесная газоразрядная

    ГЕНЕРАТОРЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ [c.2]

    Физическая обстановка в неравновесной газоразрядной плазме, реализующейся дри давлениях до десятков торр в стационарном режиме ее генерации и до атмосферного в импульсном режиме генерации, обычно такова  [c.228]

    Неравновесные плазмохимические процессы протекают в газоразрядной стационарной плазме пониженного давления. Для проведения этих процессов используют тлеющий разряд на постоянном и переменном токе промышленной частоты, тихий и коронный разряды, высокочастотный и сверхвысокочастотный электродный и безэлектродный разряды, плазму, образованную быстрым адиабатическим сжатием и лазерным излучением [6, 7]. [c.174]


    Неравновесные плазмохимические процессы осуществляют в плазме электрич. разряда пост, тока, высокочастотных и СВЧ газоразрядных устройств при пониж. давлении (менее 30 кПа). Хотя возможность проведения газофазных синтезов в неравновесной плазме показана вполне убедительно (напр., получение озона, фторидов металлов, оксидов азота и др.), П. т. используют в осн. для осуществления гетерофазных процессов получения и травления тонких пленок из орг. и неорг. материалов, обработки и модификации пов-сти изделий с целью придания им требуемых эксплуатац. св-в (антикоррозионных, термостойких, износостойких, антифрикционных и т.п.). [c.555]

    Пребывание газа в состоянии термически неравновесной плазмы поддерживается за счёт энергии проходящего через плазму разрядного тока. Если внешнее электрическое поле исчезает, то очень быстро исчезает и плазма. Исчезновение предоставленной самой себе газоразрядной плазмы называют деионизацией газа. [c.490]

    Условно плазмохимические реакции можно разделить на неравновесные и квазиравновесные. Примером первых являются реакции в газоразрядной плазме низкого давления. Они характеризуются сильным отклонением системы от равновесия. При малом давлении эффективность передачи энергии от электронов к тяжелым частицам низка, но так как энергию от внешнего электрического поля получают практически только самые легкие заряженные частицы — электроны, их средняя энергия оказывается намного выше средней энергии тяжелых частиц. Эффективная температура электронного газа достигает десятков тысяч градусов, в то время как температура газа тяжелых частиц может быть близка к комнатной. Следствием отрыва электронной температуры от температуры газа тяжелых частиц является определяющая роль электронных соударений в образовании химически активных частиц и последующем протекании химических реакций. [c.358]

    Стационарная газоразрядная плазма при пониженных давлениях и импульсная при нормальных часто существенно неравновесны. Такая ситуация наблюдается, например, в высокочастотном и сверхвысокочастотном разрядах. После наложения электрического поля энергия электронов достигает значений 1—5 эВ, в то время как энергия тяжелых частиц составляет всего 0,025—0,1 эВ. Такая система называется системой с отрывом температуры она содержит две подсистемы с существенно различными температурами, так как обмен энергиями между электронами и тяжелыми частицами затруднен. Естественно, что такая сложная система ведет себя иначе, чем система, характеризующаяся только одной температурой. Кроме того, неравновесность может быть следствием отрыва поступательной (300 К) температуры от колебательной (тысячи К) [4, 5]. [c.47]


    Протекание химических реакций в газоразрядной плазме пониженного давления характеризуется рядом особенностей. Химически реагирующая плазма является неравновесной системой, в которой течение процессов определяется в основном ударами быстрых электронов. Это обусловливает необходимость кинетического подхода к исследованию плазменных процессов. В то же время энергетическое распределение электронов в плазме является, как правило, не максвелловским, и может сильно изменяться с изменением параметров разряда. Так как теоретические расчеты функции распределения электронов по энергиям в настоящее время могут быть проведены лишь для простейших случаев [1—4], необходимо их экспериментальное измерение. [c.37]

    Однако с повышением температуры физическая обстановка в низкотемпературной плазме изменяется, скорости реакций возрастают рт могут стать соизмеримыми со скоростями смешения, диффузии и даже установления термического равновесия. Кроме того, стационарная газоразрядная плазма при пониженных давлениях и импульсная при нормальных часто существенно неравновесны. Химические реакции, протекающие в ней, также неравновесны. В этих условиях заселение квантовых уровней, химические реакции, релаксационные процессы, процессы смешения протекают и проявляются одновременно. Естественно, что классическая химическая кинетика уже не в [c.221]

    Неравновесные плазмохимические процессы могут протекать в газоразрядной стационарной плазме пониженного давления (тлеющий разряд постоянного и переменного тока промышленной частотой, тихий, коронный и другие типы разрядов, высокочастотный и сверхвысокочастотный электродные и безэлектродные разряды), импульсной плазме при среднем и нормальном давлениях, а также в плазме, образованной ударными волнами, быстрым адиабатическим сжатием, и под действием излучения лазера. [c.227]

    В конце концов работы по плазменному разделению изотопов урана в том виде, как они первоначально проводились, были прекращены, а на основе исследования поведения UFe в газоразрядной плазме были разработаны плазменные химико-металлургические процессы, представленные в остальных главах настоящей книги. На результатах исследования поведения гексафторида урана в неравновесной газоразрядной плазме я защитил в 1966 г. кандидатскую диссертацию по химическим наукам. С самого начала развитие этих работ проводилось под общим руководством проф. Н. П. Галкина, создавшего в своем отделе научно-исследовательскую группу, в которую, кроме меня, входили младший научный сотрудник Ю. П. Бутылкин и инженер Б. А. Киселев. С ними я прошел пожалуй самый интересный и счастливый отрезок жизни, с 1966 г. по 1974 г. За указанное время мы, не имея вначале базового образования в области физики и химии плазмы, восполнили этот недостаток регулярным посещением семинаров проф. Л. С. По лака по физике и химии низкотемпературной плазмы, самообразованием, контактами с коллегами из Института атомной энергии им. И. В. Курчатова и экспериментальной работой, направления которой в общей форме и очень благожелательно контролировались проф. П.П.Галкиным. В этот период мы исследовали процессы получения оксидов урана из различных солей, имея первоначальной целью заменить традиционные процессы плазменными на том основании, что при использовании плазмы в качестве теплоносителя возможно нагреть сырье до очень высоких температур (100 Ч- 2500 °С) при сравнительно холодной стенке реактора (100 -j- 500 °С). В конце концов мы поняли, что для достижения технического и коммерческого успеха в использовании плазменного состояния вещества в технологии далеко не достаточно замены обычных состояний вещества плазменным, а также высоких скоростей химических реакций в плазме и [c.18]

    Неравновесность газоразрядной плазмы может быть обусловлена значительными напряженностями электрических полей и химическими реакциями. Напряя енность электрического поля, например в СВЧ-плазме, колеблется в пределах 10 —10 В см. Химические реакции могут как искаяшть функцию распределения частиц по энергиям поступательного движения, съедая высокоэнергетическую, запороговую часть [8], так и вызывать нарушение больцмановой заселенности колебательных уровней. [c.228]

    Определенную роль в кинетике и механизме образования окислов азота в неравновесной газоразрядной плазме могут играть реакции диссоциативной рекомбинации молекулярных ионов N2 и О2, описанные в [133, 134]. Значительная доля возбужденных атомов в газовых разрядах может образоваться по этим реакциям, а не возбуждаться из основного состояния. Если время жизни возбужденных атомов порядка или больше характерного времени элементарного акта химической реакции, их роль в механизме и кинетике может быть суш,ественной, поскольку коэффициенты скорости таких реакций велики. Рассмотрим с этих позиций возможный механизм образования окислов азота. Пусть в плазму N3, в которой протекает диссоциативная рекомбинация, вводится Од. Тогда протекают экзотермические безак-тавационные реакции [c.263]


    Продуктами ионизации многоатомных молекул могут быть различные молекулярные ионы, что характеризует процесс диссоциативной ионизации е+ХУ2 -> ХУ +2+е+е, либо е+ХУ2 -> Х+ 2 +е+е. В этом случае при столкновении электрона с молекулой возникает нестабильный молекулярный ион, который затем распадается на ион более простой, чем исходная молекула, и нейтральный остаток. Диссоциативная ионизация многоатомных молекул может протекать по разным каналам, давая различные продукты диссоциации. Этот процесс играет большую роль в неравновесной газоразрядной плазме. Экспериментальные данные приведены в [5,45], разработки моделей - см.[46-48]. Так, модель Хара и Мита [46,47] дает сечение ионизации, происходящей по различным каналам, опираясь на решение задачи в квантово-механическом приближении Бете-Борна. Для ее использования необходима информация о вероятности фотоионизации многоатомных молекул. [c.311]

    Газоразрядная плазма характеризуется наличием высоких концентраций химически активных частиц, к которым следует отнести заряженные частицы (электроны, положительные и отрицательные ионы), свободные атомы и радикалы, возбужденные молекулы, а также фотоны. Этот факт и определяет химическое действие плазмы, но наиболее существенным ее свойством является отсутствие в ней термодинамического равновесия. Это порождает неприменимость к илазмохимическим системам основных положений классической (аррениусовой) химической кинетики и требует разработки аппарата неравновесной химической кинетики, в которой классическая равновесная кинетика является частным случаем. [c.353]

    С понил ением давления до — 0,1 атм газоразрядная плазма становится неравновесной в связи с уменьшением частоты столкновений и затрудненностью обмена энергией между электронами и тяжелыми частицами из-за соотношения масс. Эта неравновесность может проявляться в значительном превышении средней энергии электронов над средней энергией тяжелых частиц, в неравновесной функции распределения электронов, в значительно превышаюш,ей равновесную (отнесенную к температуре газа) степень иони-зации. Эти факторы приводят к большим концентрациям возбужденных частиц в связи с относительно большими сечениями процессов возбуждения под действием электронного удара [1, 20, 231]. [c.223]

    Знание механизмов физико-химических процессов, особенно возбуждения частиц, необходимо также для обоснования большинства имеющихся методов диагностики неравновесной плазмы — спектральной, зондовой, термозондовой и термопарной и т. д. Поэтому изучение их в неравновесной и квазиравновесной плазме является актуальной задачей, выдвигаемой потребностями теоретической и прикладной плазмохимии, а также других областей научного и технологического использования низкотемпературной плазмы — разработки мощных газоразрядных лазеров, интенсивных источников света, разработки моделей процессов в верхних слоях атмосферы и т. д. [c.5]

    Наряду с проведенным кратким сравнительным анализом различных разрядных схем следует заметить, что пока еще нельзя выделить конкретный тип разряда, в котором оптимальные условия протекания плазмохимических реакций реализуются наиболее просто. Тот факт, что наилучшие показатели по энергетической эффективности достигнуты в СВЧ-разрядах умеренного давления, еще не доказывает их исключительность, в особенности если речь идет о мощностях, превышающих 100 кВт. Возможно даже, что для каждого конкретного плазмохимического процесса придется создавать индивидуальные газоразрядные системы с оптимальными именно для этого процесса характеристиками. Тем не менее уже сейчас можно предположить, что организация в неравновесной плазме химических процессов, стимулируемых колебательным возбуждением реагентов электронами плазмы, позволяет при энергетической эффективности до 80% достигать производительности до 10 м /ч газа-продукта с 1 см активного объема плазмы. Такие характеристики эндоэргических процессов (в первую очередь получения водорода и окиси углерода), особенно по удельной производительности, намного превышают показатели альтернативных методов и позволяют решать с помощью нёравновес-ной плазмохимии ряд важных задач атомно-водородной энергетики и металлургии. [c.84]

Химическая кинетика и катализ 1985 (1985) -- [ c.353 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Неравновесный ЯЭО

Плазма

Плазма газоразрядная



© 2022 chem21.info Реклама на сайте