Які є ключові характеристики електрично зарядженого плазмового розряду?

Деякі основні характеристики плазменого розряду електричної енергії

Характеристики високої температури

Під час процесу плазменого розряду генеруються надзвичайно високі температури. Коли газ перетворюється на плазму під дією електричної енергії, частинки в плазмі (такі як електрони та іони) мають високу кінетичну енергію, а інтенсивні зіткнення цих частинок призводять до швидкого зростання температури. Наприклад, у дуговій плазмі температура може легко досягти кількох тисяч градусів Цельсія або навіть десятків тисяч градусів Цельсія. Ця характеристика високої температури робить плазмені розряди широко використаними в області обробки матеріалів. Наприклад, при плазмовому різанні можна швидко розплавити та різати металеві матеріали, такі як товсті сталеві плити, і швидкість різання набагато більша, ніж у традиційних методах різання, а поверхня різання є відносно чистою.

Висока щільність енергії

Регіон плазменого розряду має характеристику високої щільності енергії. Це тому, що електрична енергія концентровано випускається в відносно невеликий просторовий діапазон за короткий період часу, що робить енергію плазми в цьому регіоні високо концентрованою. Наприклад, у плазмовому напливанні висока щільність енергії плазми може нагріти матеріали для напливання (такі як керамічні порошки та металеві порошки) до розплавленого стану і випустити їх на високій швидкості на поверхню деталі, формуючи високоякісне покриття. Це покриття має хорошу стійкість до зношення, корозії та інших властивостей, і може бути використане для захисту поверхні ключових компонентів, таких як лопатки авіаційних двигунів.

Сильна окислююча властивість

Плазма містить велику кількість активних частинок, таких як іони кисню та радикали гідроксиду, які є речовинами з сильними окислюючими властивостями. У деяких процесах плазменої обробки ці активні частинки можуть реагувати окислююче з органічними речовинами та забруднюючими речовинами на поверхні обробляємого матеріалу. Наприклад, при плазменому очищенні, для деяких органічних забруднюючих речовин, таких як масляні плями та фоторезисти на поверхні електронних компонентів, сильно окислюючі речовини в плазмі можуть розкладати їх на маломолекулярні речовини, такі як двокисний углець і вода, таким чином досягаючи мети очищення поверхні. Крім того, цей метод очищення є сухим і не потребує використання органічних розчинників, що робить його більш екологічно безпечним.

Люмінесцентні характеристики

Процес плазменого розряду викликає люмінесцентне явище. Це тому, що електрони в плазмі випускають фотони під час процесу переходу, а різні складові газів та умови розряду призводять до різних кольорів та інтенсивностей світання. Наприклад, неонові лампи використовують люмінесцентні характеристики плазменого розряду. Заповнюючи різні інертні гази (такі як газ неону та аргону) в скляні трубки та генеруючи плазмені розряди при високому напругу, випускаються різні кольори світла, які використовуються для реклами, декорації та інших цілей.

Добра провідність

Сама плазма є провідником, що пояснюється наявністю великої кількості вільних електронів та іонів в плазмі. У деяких спеціальних сценаріях застосування, таких як технологія плазменої невидимості, провідність плазми використовується для поглинання та розсіювання радіовів, що зменшує ймовірність виявлення цільового об'єкта радіолокацією. Однак, у технології плазменого відображення (наприклад, плазмені телевізори), провідність плазми також допомагає електронам передаватися в піксельних одиницях, щоб реалізувати відображення зображень.