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等離子體工作氣

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等離子體工作氣(plasma gas)是指常規氣體吸收高能量後,由分子成為原子,直至電離成電導率很高的準中性氣體。等離子工作氣中存在電子、離子和中性粒子。帶電粒子是通過各種電離過程由氣體自身產生的。電離過程可由高能輻射和粒子尉烈碰撞產生,其自由電荷的濃度取決於氣體中所含能量。
中文名
等離子體工作氣
外文名
plasma gas
簡    介
常規氣體吸收高能量後成為原子
性    質
化學性質除更活潑
學    科
冶金工程
領    域
能源

等離子體工作氣簡介

等離子體工作氣(plasma gas)是指常規氣體吸收高能量後,由分子成為原子,直至電離成電導率很高的準中性氣體 [1] 

等離子體工作氣電離過程

等離子工作氣中存在電子、離子和中性粒子。帶電粒子是通過各種電離過程由氣體自身產生的。電離過程可由高能輻射和粒子尉烈碰撞產生,其自由電荷的濃度取決於氣體中所含能量。在電離強度高時,氣體中的中性粒子可完全電離。例如氫在達到20000K時就可達到這種狀態。不同氣體電離所需的最小能量不同,它和該氣體的電離電位成正比 [2] 

等離子體工作氣電離電位

常見工業氣體的第一次電離電位(eV):Ar,15.775;He,24.58;H,13.595;N,14.54;O,13.614。可見不同氣體的電離電位相差不遠,但比金屬為高。氣體中只有He的電離電位高,也表明常規氣體的等離子體的電導率在6000K時已與金屬相近。不同氣體電弧所要求的電壓不同,這取決於諸多因素。不能簡單認為易電離氣體的電弧電壓就低。一般地説用同類工業等離子體發生器,氨弧電壓最低,氮、氧和氫弧電壓則高。對子工業發生器來説,希望能有較高電壓以便於傳送較大功率而不使電流值過大 [2] 

等離子體工作氣傳輸性能

等離子體工作氣的化學性質除更活潑外,無根本變化,人們更多注意其傳輸性能,主要方面有:宏觀傳輸——擴散;電荷傳輸——電導率,動量傳輸——黏度,能量傳輸—熱導率 [3] 

等離子體工作氣發展前景

等離子體氣由於高温,黏度極大,約為常温氣體的10倍,因此氣體的混合或固體粒於注入等離子體射流是困難的。用工程觀點評述等離子體工作氣則認為,它不僅是一種高温、純淨、高效的新熱源;而且具有氣氛可控、温度(焓值)可控、磁可控三大特性,在高温工程領域有廣泛應用前景 [1] 
參考資料
  • 1.    秦鳳洲, 顧國英, 施美珏,等. 等離子體氣流量對ICP光源工作狀態及分析性能的影響[J]. 光譜學與光譜分析, 1984(4):17+21-26.
  • 2.    倪明江, 餘量, 李曉東,等. 大氣壓直流滑動弧等離子體工作特性研究[J]. 物理學報, 2011, 60(1):389-396.
  • 3.    竹錦霞. 等離子體中充入工作氣體抑制電子逃逸行為分析[J]. 原子與分子物理學報, 2012, 29(5).