Jaké jsou některé z klíčových charakteristik elektricky napájené plazmové výboje?

Některé hlavní charakteristiky plazmového výboje elektrické energie

Charakteristiky vysoké teploty

Během procesu plazmového výboje se vyvíjí extrémně vysoké teploty. Když plyn pod vlivem elektrické energie tvoří plazmu, částice v plazmě (jako jsou elektrony a ionty) mají vysokou kinetickou energii a intenzivní srážky mezi těmito časticemi způsobují prudký nárůst teploty. Například v obloukové plazmě může teplota snadno dosáhnout několika tisíc stupňů Celsia nebo dokonce desítek tisíc stupňů Celsia. Tato charakteristika vysoké teploty dělá z plazmového výboje široce použitelnou technologii v oblasti zpracování materiálů. Například při plazmovém řezu lze rychle roztavit a řezat kovové materiály, jako jsou tlusté ocelové plechy, a rychlost řezu je mnohem vyšší než u tradičních metod řezání, a řezná hranice je relativně čistá.

Vysoká energetická hustota

Oblast plazmového výboje má charakteristiku vysoké energetické hustoty. To je proto, že elektrická energie je v krátké době soustředěně uvolněna do relativně malého prostorového rozsahu, což způsobuje, že energie plazmy v této oblasti je velmi soustředěná. Jako příklad lze uvést plazmové sprejování, kde vysoká energetická hustota plazmy může ohřát sprejované materiály (jako jsou keramické prášky a kovové prášky) do roztaveného stavu a vysokorychlostně je vystřelit na povrch dílu, aby vytvořily vysokokvalitní vrstvu. Tato vrstva má dobré vlastnosti odolnosti proti opotřebení a korozi a může být použita pro povrchovou ochranu klíčových komponent, jako jsou listy leteckého motoru.

Silné oxidující vlastnosti

Plazma obsahuje velké množství aktivních částic, jako jsou kyslíkové ionty a hydroxylové radikály, které jsou látkami s silnými oxidujícími vlastnostmi. V některých procesech plazmového zpracování mohou tyto aktivní částice reagovat oxidativně s organickými látkami a nepuremi na povrchu zpracovávaných materiálů. Například při plazmovém čištění mohou silně oxidující látky v plazmě rozložit některé organické znečišťující látky, jako jsou olejové skvrny a fotoresista na povrchu elektronických komponent, na malé molekulární látky, jako je oxid uhličitý a voda, čímž se dosáhne cíle povrchového čištění. Kromě toho je tento způsob čištění suchý a nevyžaduje použití organických rozpouštědel, což ho dělá ekologičtějším.

Luminescenční charakteristiky

Proces plazmového výboje produkuje luminescenční jev. To je proto, že elektrony v plazmě uvolňují fotony během přechodového procesu, a různé složení plynů a podmínky výboje vedou k různým barvám a intenzitám luminescence. Například neonové světlo využívá luminescenční vlastnosti plazmového výboje. Plnění skleněných trubek různými inertními plyny (jako je neon a argon) a generování plazmového výboje pod vysokým napětím vede k vydávání různých barev světla, které jsou používány pro reklamu, dekoraci a další účely.

Dobrá vodivost

Sama plazma je vodič, což je způsobeno existencí velkého množství volných elektronů a iontů v plazmě. V některých speciálních aplikacích, jako je plazmová stealth technologie, se využívá vodivost plazmy k absorbenci a rozptylu radarových vln, čímž se snižuje pravděpodobnost, že cílový objekt bude detekován radarem. Současně v technologii plazmových displejů (například v plazmových televizích) pomáhá vodivost plazmy přenášet elektrony v pixelech k realizaci zobrazování obrazů.