Какие основные характеристики имеет электрически заряженный плазменный разряд?

Некоторые основные характеристики плазменного разряда электрической энергии

Характеристики высокой температуры

В процессе плазменного разряда генерируются чрезвычайно высокие температуры. Когда газ под воздействием электрической энергии превращается в плазму, частицы в плазме (например, электроны и ионы) обладают высокой кинетической энергией, и интенсивные столкновения между этими частицами вызывают резкий рост температуры. Например, в дуговой плазме температура может легко достичь нескольких тысяч градусов Цельсия или даже десятков тысяч градусов Цельсия. Эта характеристика высоких температур делает плазменный разряд широко используемым в области обработки материалов. Например, при плазменной резке можно быстро расплавить и разрезать металлические материалы, такие как толстые стальные листы, и скорость резки намного выше, чем у традиционных методов, а поверхность реза относительно ровная.

Высокая плотность энергии

Область плазменного разряда характеризуется высокой плотностью энергии. Это происходит потому, что электрическая энергия концентрированно высвобождается в относительно небольшом пространственном диапазоне за короткий промежуток времени, что делает энергию плазмы в этой области высоко концентрированной. Например, при плазменном напылении плазма с высокой плотностью энергии может нагреть напыляемые материалы (например, керамические и металлические порошки) до жидкого состояния и выбросить их на поверхность детали с высокой скоростью, образуя высококачественное покрытие. Это покрытие обладает хорошей износостойкостью, коррозионной стойкостью и другими свойствами и может использоваться для защиты поверхности ключевых компонентов, таких как лопатки авиационных двигателей.

Сильные окислительные свойства

Плазма содержит большое количество активных частиц, таких как ионы кислорода и гидроксильные радикалы, которые являются веществами с сильными окислительными свойствами. В некоторых процессах плазменной обработки эти активные частицы могут окислительно реагировать с органическими веществами и примесями на поверхности обрабатываемых материалов. Например, при плазменной очистке для некоторых органических загрязнителей, таких как масляные пятна и фоторезист, на поверхности электронных компонентов, сильно окислительные вещества в плазме могут разложить их на малые молекулярные вещества, такие как углекислый газ и вода, тем самым достигая цели очистки поверхности. Кроме того, этот метод очистки является сухим и не требует использования органических растворителей, что делает его более экологичным.

Характеристики свечения

Процесс плазменного разряда будет производить явление свечения. Это происходит потому, что электроны в плазме будут выпускать фотоны в процессе перехода, и различные газовые компоненты и условия разряда приведут к различным цветам и интенсивностям свечения. Например, неоновые лампы используют характеристики свечения плазменного разряда. Заполняя различные инертные газы (например, неоновый газ и аргон) в стеклянные трубки и генерируя плазменный разряд под высоким напряжением, излучаются различные цвета света, которые используются для рекламы, декора и других целей.

Хорошая проводимость

Сама по себе плазма является проводником, что связано с наличием большого количества свободных электронов и ионов в плазме. В некоторых специальных приложениях, таких как технология плазменного скрытия, проводимость плазмы используется для поглощения и рассеивания радиолокационных волн, тем самым снижая вероятность обнаружения объекта-мишени радиолокатором. В то же время, в технологии плазменного отображения (например, в плазменных телевизорах), проводимость плазмы также помогает передавать электроны в пиксельных единицах для реализации отображения изображений.