10 Дуговая плазма
Катод – вольфрам, анод – медь, охлаждается текущей водой, т.к. медь обладает хорошей теплопроводностью. Между катодом и анодом вводят газ под давлением. Из сопла вырывается сверхзвуковая плазменная струя. Используются плазматроны недостаточно.
11 Возбуждение и ионизация атомов электронными ударами
Это соударение первого рода. При этом часть кинетической энергии превращается во внутреннюю энергию. При этом частица может отдать излишнюю энергию в виде кванта света. Соударение носит упругий характер.
Ионизация атома электронным ударом:
Электрон выбил из атома ещё один электрон. Это происходит, в частности, в положительном столбе плазмы.
12 Захват электронов
Электроны захватываются атомами, внешняя оболочка которых не заполнена. Там отсутствуют один или два электрона. Этот электронный захват энергетически выгоден, ибо при этом уменьшается обменная энергия. При захвате электрона атомом кислорода или фтора выделяется энергия порядка 4 эВ. Эта энергия называется сродством атома к электрону. Но не все атомы захватывают электроны (например, Ac, Na и т.д.). CO, H2, N2 не захватывают электроны, т.к. у них заполнены электронные оболочки. Все инертные газы электроны тоже не захватывают, более того, их сродство к электрону является отрицательным, чтобы электрон был захвачен, необходима дополнительная энергия.
13 Ион – ионное воздействие
–количество
объединившихся ионов, прошедших
рекомбинацию.
,
где
– объёмный коэффициент рекомбинации
При рекомбинации коэффициент зависит от индивидуальных свойств рекомбинирующих частиц. Эта реакция энергетически выгодна. При объединении положительного и отрицательного иона выделяется энергия. Это соударение второго рода, неупругое. Энергия выделяется в момент соударения.
Выделившаяся энергия передаётся третьей частице, которая может участвовать в этом процессе и унести часть энергии. Во-вторых, рождается квант света, и он уносит энергию. Наконец, эта энергия идёт на создание новых ионов.
К соударениям второго рода относятся и соударения иона и электрона.
14Слабоионизированная плазма низкого давления
Слабоионизированная – 0,01…0,001% ионизации. Если ионизация порядка процентов, то это среднеионезированная. Около 100% – высокоионизированная. Слабоионизированная плазма наблюдается при тлеющем разряде. Основные соударения – у электронов с нейтральными атомами и молекулами. Электроны получают энергию за счёт поля. Энергия всех частиц определяется внешним полем. Нейтральные частицы энергию от поля непосредственно не получают.
15 Скорости электронов в плазме низкого давления, их диффузия, энергия плазмы
Во-первых, тепловая скорость хаотического движения (порядка 1000 м/с)
Во-вторых, дрейфовая скорость, скорость, обусловленная электрическим полем, порядка 0,1 мм/с.
Это средняя скорость упорядоченного движения. Она обуславливает ток. В основном величина тока определяется движением электронов. Электроны движутся по полю, и приводят их в движение, пока удары электронов являются упругими. Электроны, соударяясь с нейтральными частицами, отдают малую часть своей энергии. Однако, со временем возникает составляющая скорости в том направлении, что и движение электроном. Соударения электрона с движущимися нейтральными частицами увеличивает скорость «вперёд». Это называется убежище электронов.
Д
kT
Энергия плазмы:
Это з-н Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.