15. cikk
Bekezdés 15. A plazma feldolgozása.
Egy ilyen környezetben, amelyben egy jelentős része ionizált atomok vagy molekulák, az úgynevezett plazma.
Plazma technológia megkeresi alkalmazása elsősorban a folyamatokat, amelyek megkövetelik a magas koncentrált fűtési zónák jelentős munkadarabot. Az iparban, széles körben használt fém plazma vágás, plazma hegesztés, hegesztés, lerakódása tűzálló fémek, oxidok, karbidok és nitridek, valamint a kombinált hatást nevezzük plazma-megmunkálás.
Mert használt plazma feldolgozás céljából, hogy kifejlesztett egy sor eszközt, az úgynevezett plazmafáklyákkal vagy plazmafáklyákkal. A leggyakoribb plazmafáklyák, amelyben a fűtés a gáz a plazma előállító hőmérsékletet egy elektromos ívkisülés. Is alkalmazni kell a nagyfrekvenciás plazmafáklyákkal az úgynevezett „elektród nélküli kisülési”.
Lényegében ugyanezt az eredményt lehet elérni, és az égés gyúlékony keverékek hagyományos égők, de a hatékonysága az ilyen eszközök sokkal alacsonyabb.
A plazmagáz valamennyi kiviteli alakjánál a plazmafáklyák eltérő lehet.
A főbb fizikai jellemzői a használt plazma technológiai célra, a következők:
A ionizáció mértéke a plazma - egy mennyiségi jellemző, arányaként definiáljuk a töltött részecskék a plazmában és a szám a semleges részecskék, atomok vagy molekulák meglévő azonos térfogatú a gázforrás. A folyamat alkalmazni, mint általában, alacsony hőmérsékletű plazma egy részlegesen ionizált gázt, amelynek hőmérséklete 10 ... március 10 5 a K.
kvázi-semlegesség a plazma azt jelenti, hogy egy bizonyos mennyiségű száma negatív töltésű részecskék (elektronok) a szám a pozitív töltésű részecskék (ionok).
Ahogy a nyomás csökken a részecskék száma a térfogat csökken, és jöhet, amikor az összeg a részecskék lesz olyan kicsi, hogy a kvázi-semlegesség állapotban nem kerül végrehajtásra.
A minimális összeg, amely még mindig megfigyelhető a plazma kvázi-semlegesség, határozza meg a Debye hossza (miután a tudós P.Debaya).
Ha figyelembe vesszük a plazma, mint több töltött részecskék a különböző jelek a koncepció az elektronikus és az ionos Te Ti hőmérsékleten. Eltérően a hagyományos gázkeverékek, minden részecskéje, amelyeknek ugyanaz a átlagos kinetikus energiája random hő mozgás az elektronok, ionok és semleges atomok ez az energia más, mivel az elektron sokkal könnyebb részecskék, és a hőmérsékletet úgy definiáljuk, mint olyan intézkedés a részecske energia. Az elektron hőmérséklete mindig magasabb, mint az a hőmérséklet ionok és semleges atomok a nagy elektron mobilitást. Csökkentésével a plazma sűrűségét különbség elektron és ion hőmérséklet elérheti a több nagyságrenddel. Azonban, az alkalmazott plazma folyamatban berendezéseknél, ahol a nyomás elegendően nagy, akkor gyakorlatilag úgy vélte, hogy ezek a hőmérsékletek egyenlő. Ezt a plazma hívják a hőt, és bizonyos esetekben lehetőség van elveit alkalmazzák a termodinamika.
Plazma fűtési termel egy első fázisa nitridek, karbidok és oxidok tűzálló fémek és nem fémek nagy tisztaságú.
A főbb jellemzői a plazma áramforrás a termikus kapacitása határozza meg az arány a hőbevitel a nemesfémből, az idő a bevezetése, és a koncentrációs koefficiens meghatározására hőáram eloszlása a felület felett a munkadarab.
Amikor egy plazmasugár a fogyasztott energia fűtési a fúvóka-anód. Ezért az energia szempontjából hatékonyabb felhasználása a plazma ív, mint a plazma jet.
A hőáram sűrűsége a plazma nagyobb energiájú, hogy egy nyitott ív. fűtés a gáz a plazmaégő vezet drasztikus csökkentését a gáz sűrűsége, ezáltal növeli a sebességét a lejárat.
A legtöbb plazma áramlási sebessége kilépését a plazma fáklya termel jelentős gáz-dinamikus nyomás, ami együtt növekszik áramerősség és fel lehet használni a különböző technológiai célra.
A legtöbb esetben a gáz áramlását a plazmaégő turbulens. Redukáló gáz áramlását termel lamináris jet nagy hosszúságú és nagy stabilitás érdekében.
Fűtés alkatrészek és anyagok alacsony hőmérsékleten (az olvadáspont alatt) segítségével a plazma fáklyák használni viszonylag ritkán. Azonban, a használata a plazma-mechanikai feldolgozása fémek. Ennek lényege módszer abban áll, hogy a megmunkálási kemény anyagok és ötvözetek, mielőtt vágó készlet PlasmaTron, fűtés egy keskeny zónában a feldolgozott anyag. Mivel az erő történő felmelegítés a kezelt anyag csökken, és a képlékenység megnő, lehetséges, hogy növelje a pályán és a fogásmélység. A plazma-mechanikus feldolgozás előállításához felhasznált alkatrészek készült hőálló acélok és ötvözetek alapuló volfrám, molibdén és más anyagok.
Olvadási fémek, ötvözetek, és nem fémes anyagok alkalmazásával a plazma fűtés széles körben használják, mert a módszer jellemzi a magas stabilitás, könnyű és rugalmas a folyamat.
A leggyakoribb rendszer olvad egy vízzel hűtött szerszámba (15.1 ábra). Az ilyen létesítmények általában olvasztották komplex ötvözetek, mint például szerszámacél. Ebben az esetben, mivel a kis tartalmát nemfémes zárványok a fém-oxidok formájában oxigén és mechanikai tulajdonságait, különösen a képlékenység, növekszik jelentősen.
Ábra. 15.1. Reakcióvázlat plazma olvadási egy vízzel hűtött szerszámba.
A plazma fűtés is használják, hogy olvad a fém, majd kristályosítjuk az olvadék formájában kis cseppek segítségével később, mint egy kiindulási anyagot a porkohászati, hegesztés és stb
Hegesztési segítségével plazma források összes használt nagyobb léptékben, mint egy szabad ív kaphat egy nagyobb behatolási mélység, szűkebb varrás, a legszűkebb hőhatásövezet. Az eljárást, amely nagyobb sebességgel, miközben javítja a hegesztés minőségét.
Plazma hegesztést alkalmazunk alkalmazására a felületi rétegek (általában a fémek és ötvözetek, összetételében eltérő a hordozó anyag), hogy a teljesítmény javítása érdekében tulajdonságok részek. Alkalmazni a felületkeményítő anyag nagy kopásállóságú, nagy keménység, korrózióállóság és hőállóság, és mások. A rendelkezésre álló többrétegű hegesztés.
Felszínre készítsen egy plazma jet, ami lehetővé teszi, hogy módosítsa a behatolás mélységét az alapfém változtatásával a távolságot a plazma fáklya és a munkadarab. A argont és hidrogént alkalmazunk, a plazma gázok.
Plazmahegesztés erősíti az egyes részek szerszámgépek, vágószerszámok készült közönséges szénacél hegesztés működő pengék szerszámacél.
Plazma felületképző használják alkalmazás az acél szubsztrát réz, bronz, ötvözetek típusú „Stellite” ötvözetek és a nikkel-króm (szelepek a belső égésű motorok). Plazma hegesztés is használják a helyreállítás meghal, penész, stb
A plazma permetezés azzal jellemezve, hogy a bevonat anyagot felmelegítik a plazmaégő majd letétbe a szubsztráton.
Plazma permetezés általában elő rétegek kis vastagságú. Akkor is kap a kérgi termékeket, amely csak a lerakódott anyag. Az adhézió fokozására a szubsztrátumot általában használt előmelegítő az előminta és megteremti reaktív köztes rétegek.
Fém kapott bevonatok plazmaszórással, általában áll a volfrám, molibdén, nióbium, kobalt, nikkel és más fémek és ötvözetek, amelyek kellően magas olvadáspontú.
Oxidrétegek letétbe jellemzi nagy hőállóság és a viszonylag alacsony a termikus és elektromos vezetőképesség. Ezeket használják védőbevonatként alapuló alumínium és cirkónium-oxidok. Így bevont formák és növeli a tartósságot öntőforma formázó és mások.
Ábra. 15.2. Reakcióvázlat ion bevonat plazma gyorsító.
A bevonó anyagot kapunk vákuumban végzett lepárlással, a vízhűtéses katód. Ezután az ionizált az elektromos kisülés, és a vérplazmát fókuszált és gyorsított a munkadarab felé. Az energia, amely közölni ionokat a plazmában, lehetővé teszi, hogy bemutassuk őket a kezelt felületek és tartós felületi bevonat.
Ionos plazma lerakódása a technika lehetővé teszi, hogy megkapjuk bevonatok is komplex kémiai összetételét, mint például oxidok, karbidok és nitridek fémek.
A plazmaszórás kapunk falú alkatrészek bonyolult geometriai formák kemény anyagok, mint a volfrám, molibdén és mások. Az anyagot permetezzük a tüske vagy a sablonokat, amelyek ezután feloldhatjuk vagy kémiailag, vagy szétszedhető részek.
Plazma vágás lehet vágni gyakorlatilag bármilyen anyagot, míg például lángvágásnál alkalmas csak a szén-acélok. A hátránya, plazma vágás, hogy a vastagsága a vágás munkadarab nem haladja meg a 250 ... 300 mm.
Mivel a plazma gázok használják vágás argon, nitrogén, hidrogén és a szennyeződések és a levegő.