Плазма искрового разряда

Влияние добавок объясняется изменением теплоты испарения раствора и времени пребывания атомов в плазме искрового разряда. Но, по-видимому, здесь дело обстоит значительно проще. При добавлении к хлороформу до 78 г/л нефти или н-триаконтана вязкость омеси существенно повышается. Следовательно, увеличивается толщина пленки образца на дисковом электроде, и в зону разряда поступает не сухой остаток после испарения основы (в данном случае хлороформа), а жидкая пленка значительной толщины. Вследствие этого — разбрызгивание образца, ухудшение чувствительности и точности анализа. [c.23]

Температура большинства дуг слишком мала, чтобы в их спектре были интенсивно представлены ионные линии. Поэтому для атомных спектров исторически сложилось название дуговых спектров в противоположность искровым, излучаемым более горячей плазмой искрового разряда, где присутствуют яркие линии ионов. Линии дугового разряда уширены за счет влияния столкновений и межмолекулярных полей в разряде. Доплеровское уширение играет в плазме дуги, как правило, незначительную роль. Ширина [c.265]

Изучено влияние макрокомпонентов плазмы разряда высоковольтной конденсированной искры между угольными электродами на интенсивность нейтральных и ионизированных атомов редкоземельных элементов (РЗЭ) [244]. В (качестве макрокомпонентов использовали иттрий и гадолиний, а определяемых — иттербий и лютеций. Вещества в искровой разряд подавали в виде аэрозоля из электрода с пористым дном. Установлено, что с ростом концентрации иттрия и гадолиния плотность почернения (табл. 2.7) спектральных линий нейтральных и ионизированных атомов иттербия и лютеция и разности почернения их (рис. 2.16) снижается. Наблюдаемая закономерность в значительной степени обусловлена тем, что энергия ионизации иттрия и гадолиния сравнительно невысока и рост концентрации их в плазме искрового разряда, та же жак и в случае дуги, ведет к снил<ению температуры плазмы и изменению условий возбуждения. Об этом свидетельствует характер изменения относительной интенсивности спектральных линий ионизированных и нейт- [c.67]

Найдена зависимость величины аналитического сигнала от концентрации кислорода в аргоне. Установлено, что оптимальная концентрация Оз от общего объема газа соответствует 3—5%. Аналогичный эффект может быть достигнут при насыщении аргона парами воды как источником кислорода. Изучена также зависимость интенсивности линии гольмия от времени обыскривания в среде воздуха и аргона с различным содержанием кислорода, на основании которой можно заключить, что уменьшение содержания О2 до 5—10% благоприятствует получению стабильного во времени аналитического сигнала. Интенсивное сгорание токопроводящей основы (графита) при высоком содержании кислорода способствует в начале процесса интенсивному выходу вещества в разряд. В дальнейшем наблюдается снижение аналитического сигнала из-за нарушений условий проводимости. Расчеты параметров плазмы искрового разряда (Тзф, Пе) свидетельствуют о некотором возрастании среднеэффективной температуры и электронной концентрации в аргоне по сравнению с воздухом. [c.39]

Другим важным приемом, которым пользуются в аналитической химии для перевода элементов в какое-либо определенное состояние, является разложение веществ в плазме высокотемпературного пламени в плазме вольтовой дуги или в плазме искрового разряда. В этом случае химические соединения при соответствующем подборе температуры плазмы почти полностью диссоциируют до свободных атомов. Используя оптические свойства элементов в атомарном состоянии, можно производить качественный и количественный анализ. На этом принципе основаны эмиссионный спектральный анализ (регистрируется интенсивность излучения в пределах той или иной спектральной линии) и атомная абсорбционная спектроскопия, включающая и пламенную фотометрию (определяется степень поглощения монохроматического излучения при прохождении луча через плазму). [c.7]

Искровые источники ионов обычно имеют схему, изображенную на рис. 1.1. Два электрода (7 и 2), по крайней мере один из которых является анализируемым образцом, соединены с вторичной обмоткой источника переменного напряжения радиочастотного диапазона (обычно 1 мГц). Электрод 1 соединен проводом с пластиной А, которая при помощи источника постоянного напряжения поддерживается под напряжением примерно -f 20 кВ. Пластина Б, на которой расположена объектная щель, заземлена. Вблизи апертурной диафрагмы пластины А эквипотенциальные линии (пунктирные линии на рис. 1.1) проникают в область плазмы искрового разряда, как показано на рисунке. Осциллограммы переменного напряжения на электродах приведены в гл. 2. [c.13]

Наложение этого поля между электродами на постоянное поле, проникающее через апертурную диафрагму, создает в области плазмы искрового разряда сложное асимметричное поле, которое трудно описать математически. Вероятно, при этих условиях ионы неоднородно извлекаются из отдельных элементов объема плазмы. Для данного режима работы источника ионов должны быть некоторые части этого объема, находящиеся в наиболее благоприятных условиях, вследствие чего они поставляют наибольшее число ионов, экстрагируемых из плазмы. При изменении условий эксперимента неизбежно произойдет увеличение, уменьшение или экранирование этих областей. Если плазма негомогенна, это приведет к вариациям состава ионного тока при изменении параметров работы источника ионов. [c.13]

Следует отметить, что скорость поступления вещества в плазму искрового разряда в атмосфере гелия меньше, чем в воздухе, и поэтому для достижения тех же почернений приходится значительно (в десятки раз) увеличивать экспозицию. Таким образом, использование атмосферы гелия связано со многими экспериментальными трудностями и не может служить общим методом повышения чувствительности анализа, хотя в отдельных случаях такой прием оказывается целесообразным. [c.239]

Температура большинства дуг слишком мала, чтобы в их спектре были интенсивно представлены ионные линии. Поэтому для атомных спектров исторически сложилось название дуговых спектров в противоположность искровым, излучаемым более горячей плазмой искрового разряда, где при- [c.260]

Температура и концентрация электронов в плазме искрового разряда принимались равными Г =30 000° К, 1,5 10 см . При этих усло- [c.513]

Широкое применение в технике получило воспламенение горючей смеси электрической искрой. Энергия искрового заряда проявляется в образовании (в искровом канале диаметром около 0,1 мм) плазмы с температурой, превышающей 10 000 К, и в излучении, охватывающем широкий диапазон спектра — от УФ- и видимого до колебаний с частотой Ю. —10 Гц. Таким образом, в искровом разряде в минимальном объеме реализуется весьма интенсивный по мощности начальный очаг реакций, полностью воспроизводящий механизм распространения пламени. Образовавшийся в искровом промежутке начальный очаг пламени оказывает на окружающую его свежую смесь воздействие многочастотным излучением, вызывающим расщепление молекул горючего в предпламенной зоне и создающим таким образом условия, необходимые для распространения пламени. [c.126]

Искровой разряд возникает при больших давлениях газа и при большой разности потенциалов на электродах. Представляет собой пучок ярких зигзагообразных полосок, совокупность которых называют искровым каналом. Во всех трех видах разрядов образуется типичное плазменное состояние. Положительный столб тлеющего и дугового разрядов и искровой канал искрового разряда состоят из плазмы. [c.252]

Искровой разряд. Увеличить температуру плазмы без повышения средней мощности источника света можно, если от непрерывного горения перейти к отдельным кратковременным разрядам. Каждый раз разряд происходит при значительном напряжении на электродах и большой плотности тока, но время его горения очень мало и средняя мощность невелика. Такой тип разряда называют искрой. [c.60]

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 электро- [c.60]

В качестве разновидности плазмохимического воздействия можно рассмотреть низковольтный искровой разряд, создаваемый в среде жидкого диэлектрика и обладающий способностью интенсивно разрушать твердые токопроводящие материалы. В искровом канале и на поверхности электродов плотность тока чрезвычайно велика и достигает величины 10 —10 А/мм . Развиваемая при этом температура способна превратить в пар любой тугоплавкий металл или сплав. Но такие разрушения локализованы на малых участках, а сами высокотемпературные импульсы кратковременны (10 3—10- с). Благодаря этому окружающая среда остается жидкой, подвергаясь разрушению лишь в искровом канале. Возникает своего рода плазма в жидкости —частицы металла превращаются в пар илн расплав и, выбрасываясь в жидкий диэлектрик, активно взаимодействуют с компонентами последнего, образуя разнообразные продукты. В качестве диэлектрических сред используются чаще всего углеводороды либо в чистом виде (гептан, бензол), либо в хлорированном состоянии (тетрахлорид углерода, хлороформ, дихлорэтан). [c.98]

Плазма может быть изотермической и неизотермической. В изотермической плазме электроны и ионы находятся в термодинамическом равновесии. Таково состояние плазмы, возникающей при высоких температурах газа, например, в атмосфере звезд, а также в электрической дуге при высоких давлениях и в канале искрового разряда. В неизотермической плазме, ввиду затрудненности обмена энергии при соударениях электронов с молекулами и ионами, средняя энергия электронов значительно превышает среднюю энергию ионов и молекул газа. Допуская максвелловское распределение скоростей электронов, ожно говорить об их температуре электронная температура). Различие в энергии электронов и ионов таково, что если в положительном столбе тлеющего разряда газ, т. е. молекулы и ионы, имеет температуру порядка нескольких сотен градусов Цельсия, то электронная температура является величиной порядка тысяч и десятков тысяч градусов и более. [c.352]

В технологических процессах чаще наблюдаются разряды, инициируемые в поле заряженного диэлектрика. Такие разряды по длительности, крутизне переднего фронта 4 разрядного тока и плотности энергии значительно отличаются от конденсированных. Они обычно имеют форму незавершенного искрового разряда или короны. Однако, если мощность внешнего источника будет достаточной для того, чтобы поддерживать необходимую разность потенциалов в течение всего времени развития разряда, разрядный промежуток пробивается по всей длине и образуется проводящий канал плазмы. [c.121]

Ведутся исследования и в области локального спектрального анализа, позволяющего изучать состав микроскопических проб. Такой анализ возможен, например, па основе использования лазеров. Сфокусированным лазерным импульсом испаряют небольшую часть пробы па участке диаметром и глубиной в 20—30 мкм регистрируют спектр плазмы, разогретой лучом лазера и дополнительным искровым разрядом. Достоинство этого приема не только в локальности, ио и в возможности анализа веществ, не проводящих электрического тока, недостаток — в трудности эталонирования. Поэтому количественные определения этим методом проводить трудно. Метод уступает локальному рентгеноспектральному анализу. [c.69]

Искра. В качестве источника света широко используется конденсированный искровой разряд между металлическими электродами [12, 10.15, 10.19]. Простейшая схема получения такого разряда показана на рис. 10.13, в. Ток от повышающего трансформатора Т заряжает емкость С (0,01—0,1 мкф) до напряжения 5—10 кв. При некотором напряжении происходит пробой искрового промежутка I. Его длина обычно составляет 1—5 мм. В контуре С — Ь — I возникает колебательный разряд, энергия которого постепенно рассеивается в виде светового излучения разрядного промежутка, электромагнитного излучения и тепловых потерь в разрядном контуре и плазме. [c.269]

Конденсированная искра — один из наиболее распространенных источников света при количественном спектральном анализе металлов и сплавов. Анализ в искре обычно характеризуется высокой воспроизводимостью и возможностью определения широкого круга элементов — вплоть до трудновозбудимых. Однако пределы обнаружения многих примесей в искре, как правило, хуже, чем в случае дугового возбуждения спектра. Это связано со своеобразным характером воздействия искрового разряда на анализируемую пробу, высокой температурой плазмы и, следовательно, неблагоприятными условиями определения легкоионизуемых элементов, а также с наличием интенсивного сплошного фона. Видимо эти неблагоприятные факторы решающим образом сказываются на пределах обнаружения ряда элементов, хотя величина т в искре значительно больше, чем в дуге [737]. [c.204]

Казалось бы, что постепенное накопление сухого остатка вещества на торце верхнего электрода должно привести к нарушению режима искрового разряда и к плохой воспроизводимости результатов анализа. Однако этого не происходит, по-видимому, потому, что структура искрового разряда согласуется с формой электродов и направлением струи воздушного потока (рис. 93). Узкий канал плазмы симметрично обрабатывает кольцевые поверхности нижнего и верхнего электродов. В центре торца наи- [c.146]

В некоторых случаях, например при анализе железа, искровой разряд может распространяться не только на рабочую поверхность электрода, но н на его боковые стороны, в результате чего электроды сильно нагреваются. Этого можно избежать окислением поверхности электродов в газовом пламени и заточкой только его рабочей поверхности. Трудности поджига разряда, обусловленные окислением рабочей поверхности, можно устранить с помощью ионизирующей иглы, установленной вблизи электрода (или иногда вблизи обоих электродов) и соединенной проводником с держателем электродов [6]. Ионизирующая игла содействует поджигу разряда между анализируемыми электродами в результате образования тихого разряда с острия. Игла должна быть установлена так, чтобы она не участвовала в разряде и не загрязняла плазму разряда в аналитическом промежутке. Пробой искрового промежутка можно осуществить облучением (с одной стороны) разрядного промежутка ультрафиолетовой лампой . [c.86]

Как уже отмечалось, оригинальный метод Русанова, позволяющий осуществить просыпку порошков (разд. 3.3.6), можно использовать в источнике излучения по типу вдувания [1]. Так, например, мелкодисперсный материал, насыпанный на вращающуюся пластину равномерным слоем в виде кольца, распыляют высокочастотным искровым разрядом (рис. 3.32) и образующийся аэрозоль удаляют из закрытой камеры. С помощью небольшого избыточного давления (2—5 мм водяного столба) в этой камере создают воздушный поток снизу вверх, с которым в выходную трубку уносятся частицы порошка. Постоянство избыточного давления в камере поддерживают с помощью гидравлического затвора, закупорку выходной трубки предотвращают, пропуская через нее высокочастотный искровой разряд. Частицы порошка входят в плазму дуги переменного тока при силе тока 15—30 А, горящей между угольными или медными электродами, со скоростью 2—3 м/с. При фотографической или фотоэлектрической регистрации интенсивного излучения достаточно экспозиции 10— 15 с. Для анализа необходимо 10—300 мг пробы. Коэффициент вариации метода может быть доведен до 3—6%. [c.141]

Экспериментальные условия электрических методов, обычно применяемых в спектральном анализе, можно воспроизвести только в исключительных случаях и в ограниченной степени. Например, температура кратеров дугового или искрового разрядов и их плазмы, химические процессы, протекающие между расплавленным материалом в кратерах, парами и окружающим воздухом или инертным газом, и т. д. зависят от многих факторов. Поэтому из абсолютной интенсивности линий можно сделать только приближенное заключение о концентрации определяемого элемента. [c.194]

Включення в минералах (до 0,03 л(л ) Спектральный эмиссионный 10-8-10-6 г N Полуколичественный анализ температура плазмы искрового разряда 20000° К, навеска 0,001 мг [1439] [c.198]

Потенциал ионизации представляет собой энергию, необходимую для отрыва одного электрона от атома или иона. По первому потенциалу ионизации элемента можно оценить оптимальную температуру плазмы, при которой ионизация его нейтральных атомов еще не будет проявляться, а резонансные спектральные линии будут иметь максимальную интенсивность. При возбуждении легкоионизируемых элементов (щелочные и щелочноземельные металлы) используют низкотемпературные пламена, для среднеионизируемых элементов (остальные металлы) — дуговой разряд или высокотемпературные пламена и, наконец, для неметаллов — искровой разряд. Для подавления ионизации и поддержания постоянной температуры плазмы в течение экспозиции при эмиссионном спектральном анализе проб различного состава в них вводят буферные компоненты, содержащие элементы с подходящими потенциалами ионизации. [c.11]

Спектры по способу их получения разделяются на эмиссионные и абсорбционные. Эмиссионные спектры связаны с электронными переходами возбужденных атомов с верхних орбиталей на нижние. Возбуждение атомов может осуществляться с помощью пламени (пламенная спектрофотометрия), электрической дуги или искрового разряда (атомно-эмисси-онная спектрометрия) или низкотемпературной плазмы (плазменная спектроскопия). [c.16]

По способу атомизации пробы и возбуждения спектра различают дуговые, искровые, высокочастотно-плазменные, пламенные и электротермические. Все эти способы атомизации и возбуждения широко применяют при анализе нефтепродуктов. Дуговую плазму, гейслеровский разряд, разряд в полом катоде и некоторые другие источники света при анализе нефтепродуктов не применяют, и в настоящей книге они рассмотрены не будут. [c.6]

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]

При давлении 10 мм рт. ст., подавая поджигающее напряжение, возбуждают скользящую искру на поверхности изолирующего слоя между угольным противоэлектродом (катодом) и вспомогательным анодом (рис. 3.9). Образовавшиеся в результате этого ионы и электроны инициируют главный искровой разряд между круглым угольным электродом и анализируемой пробой (анодом). Маломощная плазма вспомогательной поджигающей искры практически не загрязняет основной источник излучения. Благодаря низкой концентрации паров и высокой плотности многократно ионизированных атомов в плазме создаются условия для эмиссии атомов трудновозбудимых элементов. При таких условиях чувствительность определения будет наивысшей в том случае, если внешняя электронная оболочка ионов подобна оболочке атомов щелочных металлов, т. е. если при возбуждении ионов осуществляются переходы между термами з я р. Слабая вспомогательная искра расположена далеко от оптической оси спектрографа (расстояние между электродами порядка нескольких вантиметров) и экранируется круглым угольным электродом. Поэтому ее излучение не проявляется на аналитическом спектре. Этим методом по линиям 0111 — О VI и N IV — NV в области вакуумного ультрафиолета (ниже 1000 А) определяли в титановых образцах кислород и азот в интервалах концентраций 0,01—1,0 и [c.104]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология