Плазменная струя

Плазменная струя представляет собой поток вещества, состоящего из электронов, ионов и нейтральных атомов плазмообразующего газа. В качестве плазмообразующих газов применяют аргон, азот, водород, аммиак, водяной пар, воздух, гелий и другие газы, а также их смеси. Частицы исходного порошка, попадая в плазменную струю, расплавляются и переносятся на поверхность обрабатываемого изделия. Способы газотермического нанесения покрытий

	Газовые
		Газопламенный	Сверхзвуковой газопламенный		Дето наци они о-газовый

Газоэлектрические
Электродуговой		П/юзменно-дугоВой			Высокочастотный

Рис. 1.1. Классификация процессов газотермического напыления покрытий. Рис. 1.2. Схема процесса газопламенного нанесения покрытий из порошковых материалов: / — газовое пламя; 2 — подача порошка; 3 — подача сжатого воздуха; 4 — подвод горючей смеси газов. Рис. 1.3. Схема процесса плазменно-дугового нанесения покрытий из порошков: / —> плазменная струя; 2 — подвод и слив воды; 3 —» плазмообразующий газ; 4 — подача порошка. Применяя плазму — высокоэнтальпийный и высокотемпературный источник нагрева — можно наносить покрытия практически из всех тугоплавких материалов, которые в плазменной струе не сублимируют и не претерпевают интенсивного разложения. Одним из способов, позволяющих повысить качество газотермических покрытий, особенно из металлов и материалов, подверженных разложению, окислению, азотированию, является плазменное нанесение покрытий в камере с контролируемой по составу и давлению средой [171, 225]. Для этих целей применяют также защитные сопловые насадки, создающие закрытое пространство между распылителем и изделием, заполненное плазмообра-зующим или защитным газом. Более совершенным является плазменное нанесение покрытий в динамическом вакууме, Истечение плазменной струи происходит в вакуумную ПЛАЗМА, частично пли полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зaрядов практически одинаковы. Прцесс ионизации заключается в сообщении нейтральному атому путем удара электроном, нейтроном или фотоном, (т. е. облучением), такой энергии, которая превышает энергию связи с электроном. Эта энергия называется энергией ионизации и обычно выражается в электрон-вольтах, а измеряется потенциалом ионизации, т. е. электрическим напряжением в вольтах, под действием которого электрон в вакууме приобретает заданную энергию ионизации.. .(См Фаворский О. Н. и др. Осн теор. косм ЭРДУ, с. 54) При сильном нагревании любое вещество испаряется превращаясь в газ. Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т. е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, к-рые затем превращаются в ионы. Ионизация газа, кроме того, может быть вызвана его взаимодействием с электромагнитным излучением (фотоионпзация) пли бомбардировкой газа заряженными частицами. Свободные заряж. ч-цы, особенно электроны. легко перемещаются под влянием электрического поля. в состоянин равновесия пространственные заряды входящих в состав II. Отрицательных электронов и положительных ионов должны компенсировать друг друга так, чтобы полное поле внутри II. было равно нулю. Именно отсюда вытекает необ ходимость практически точного равенства плотностей электронов и ионов в плазме – её «к в а з и н е йтральности». Нарушение квазинейтральностн в объеме занимаемом плазмой ведёт к немедленному появлению сильных электрических полей пространственных зарядов, тут же восстанавливающих квазннейтральность. Степенью и о н и з а ции плазмы α называют отношение числа ионизированных атомов к полному их числу в единице объёма плазмы. Для многозаряд! попов следует учитывать кратт ионизации атомов. В зависимости величины с. говорят о слабо, сильп полиостью ионизованной II. Средине ;ше|)гпп разл. типов ‘ составляющих П.. могут отличат одна, от другой. В таком случае нельзя охарактеризовать одним зн; нме.м темп-ры Т, н различают л; тройную те.ми-ру Т{1. ионную темп Tj (пли ионные темп-ры, если в имеются ионы нес к. сортов) и темп нептр. атомов Та (нептр. компонеш Подобная IT. паз. н е и з о т (> ]) n ч е с ко ii. в то время как П., , K-poii те.мн-piii всех компонент рав наз. п з о т е р м п ч е с к о ii. Применительно к П. несколько обычный смысл (по сравнению с разделами физики) вкладывается понятия «низкотемпературная» и «высокотемпературная». Низкотемпературной принято считать плазму с температурой Тi ≤ 10 ⁵К. а высокотемпературной – с Тi ≈ (10 ⁶ – 10 ⁸) К и более. louboutin paris (УТС). 15 состоянии Л. находится под ляюшая часть в-ва Вселенной ■— •<■ ПЛАЗМЕННЫЕ УСКОРИТЕЛИ, устройства для получения потоков плазмы сo скоростями 10— 10 км с, что соответствует кинетпч. :>nepnni попон от ~10 уВ до К)’⁵—10^т ;)Н. На нижнем проделе энергии П. у. соседствуют с генераторами низкотемпературной плазмы — n.ia.iMvi>ifwna.4u, на верхнем — с коллективными ускорителями заряженных ч-ц (см. Коллективные метпг’ы j/снорепня). ll.ia таенные потоки с большими скоростями можно получить разными fiiocooa.Mii, напр, воздействием лазерного излучения на тв. тело. Однако доведены до определённого уровня совершенства и получили широкое распространение только те II. у. (рис. 1), и к-рых ускорение и создание плазмы осуществляется за счёт электрпч. янер- В отличие от ускорителей наряженных 1 и. в канале 11. у. находятся одновременно ч-цы с зарядами обоих знаков — положит, ноны п эл-ны. т. chaussure nike pour homme е. не нарушается к пази не fan ралъ-iiiicnii. n.ia.i.vbi. .’)то снимает ограничения, связанные с пространственным заржюм (см. также Ленгмтра форму-■на), м позволяет, напр.. получать квазпстацпонарнме (т. е. д.тптель-носгыо Н I- —: -]()-^:i с) плазменные пото- Рис. !. Прм’пшпнилытя схема пла.-.мептюго \СКо|. I:’:. ■■■] кп с -<Фф. тиком попои порядка млн. А при энергии ч-ц ~100 эВ. Механизм ускорения. При анализе рабочего процесса в П. у. плазму можно рассматривать u как сплошную среду, и как совокупность ч-ц (ионов и :)л-нон]. R рамках первого подхода ускорение плазмы обусловлено перепадом полного (ионного и электронного! давления ]’-Pi^A]>_e и действием сил.: Ампера /Л\мп (ем. Ампера :iai;fii). nike air max 97 возникающей при вз-ствпп токоь. те-1;\чцпх в плазме с .магн. полем /»д_м;1 ~ -~\ji:\. где,/ — плотность тока в плазме. /1 — индукция магн. поля. В рамках второго подхода ускорение in’Нов объясняется: 1) действием :<лек-рпч. поля К, существующего в плазменном объёме; 2) столкновениями направленного потока эл-нов с нона мч ‘».•лектрошшго ветра»): \\) столкновениями попов с ионами, «благодаря к-рым энергия хаотпч. движения im-нов переходит в направленную (тепловое или газодпнампч. ускорение ионов). 11апбольшее значение для П. у. имеет .мсктрпч. ускорение ионов, меньшее ■- два последних механизма. Классификация П. у. Они делится на т е н л о в ы е и э л е к т р о-м а г н и т н ы е в зависимости от того, преобладает ли в процессе ускорения перепад полного давления или сила Ампера. Среди тепловых П. у. осп. интерес представляют н е и з о т с р м п ч е с к и е ускорители, в к-рых р^>’1Ч-Конструктивно стационарны it нензо-тер.мич. П. adidas superstar 2 soldes у. представляет coooii (■маги, сопло», в к-ром либо путем нн-жекцпн быстрых ол-нов, либо путём электронного циклотронного резонанса создаю! .плазму с «горячими» эл-памп (7, ~1(1″ —10⁹ К пли в эпергетпч. единицах: кТ_е~10^я—10^:> эН). :»л-пы. стре- и ы с ускорители, п к-рых ускоренно плазменного потока происходит за счёт давления :>, нч.л ро\ агн. полны, падающей на плазменный сгустогс (рис. 2. а); б) п н л \ к ц и о н н ы с ускорители — импульсные системы, и к-ры\ внешнее нарастающее магн. поле It индуцирует ток / и плазменном кольце (рис. 2, в). Н::-( типе этого тока с радиальной состав шющей внеш. магн. поля создает сил\ Ампера, к-ра Рис. 2. г: — схема радиац. ii.ia.iMeniioro yc-wiiniTi’.i;!: КМП ■ ),ат\’1ш,| маги, по.ш; В — волн»|!1>д; 1Г — плазменный’ сгусток; ОВ —млс1;т|Л’Мап[. волна: п — сх -ма индукц. п.чаз-5К’пгп)Го уск(»[игте.|н: 11 — ^агн. по.ю; ПК- -плазменное кольцо; JIK нчдуь’шюиная 1;атупл:а. п ускоряет плазменное кольцо: в) п л е к т р о д н ы е П. у., в к-рых существует непосредств ‘ннни контакт ускоряедю11 плалмы с электродамп, подключёнными к источнику напряжения. Наиболее изученными и .многочисленными япл. электродные II. у., i;-pF.ie ниже рассмотрены подробнее. П. у. с собственным магн. полем. I! .ч п у л ь с н ы е » л е к т р о д-н ы е II. у. (п у ш 1 и). Первым II. у. был «рольсотрон■» (рис. 3. а), питаемый конденсаторной батареей. Рис. :>,. г> — oxi’Ma in-ibrnxj»ma; б — схема кмаi:r-ir;i iljioih пмп\мым]’);и i.ia;jMeHFioro ускорите ы. мыст|шд1’1|(‘тнуюи ни клапан БК подает г;),-; I! :-,a.iup мс.ьду hi утренним ВЭ и к;Н)>мд;ым ]f.’* :i,пмггродамг: ДН —диплскт-рпч. ;;гт]!и;а мен.ду игк’Ь’три: амп). Плазменный сгусток создаётся либо при i; j и 111 у с каш 111 больпк го тока через тонкую проволоку, натянутую между массивными электродам i — рельсами Р. к-рая при этом не пар 1ется и ионизуется, либо за счёт пот пзацпн газа, впрыскиваемого в межзлектродный промежуток через спец. клапан.