Plasmă la presiune atmosferică

Plasmă la presiune atmosferică – Plasmă generată la sau aproape de presiunea atmosferică.

Semnificația tehnologică

În comparație cu plasmele tehnologice de joasă și înaltă presiune, a căror generare necesită camere și pompe specializate, plasma cu presiune atmosferică nu necesită echipamente scumpe pentru a crea și menține o anumită presiune externă. Acest factor reduce semnificativ costul echipamentelor cu plasmă și în același timp crește fiabilitatea acestuia [1] . Tratamentul cu plasmă atmosferică este ușor de integrat în liniile de producție.

Generarea plasmei atmosferice

Există mai multe metode utilizate pe scară largă pentru generarea plasmei atmosferice:

Principiul generării plasmei printr-o descărcare cu arc

Descărcarea arcului pulsatoriu este generată de o tensiune înaltă în intervalul 5-15 kV care pulsa la o frecvență de 10-100 kHz. Gazul de lucru este suflat prin regiunea de descărcare, strângând arcul de descărcare departe de pereții camerei și răcind pereții înșiși. Atomii și moleculele gazului sunt ionizate prin ciocniri creând o plasmă parțial ionizată. Temperatura tipică a plasmei în arc ajunge la 6000 - 12000 K [2] . În acest caz, distribuția energiei electronilor este neechilibră: energia medie a electronilor este mai mare decât energia moleculelor, atomilor și ionilor. Pe lângă ionizare, ciocnirile energetice ale electronilor, atomilor și moleculelor conduc la excitarea acestora, precum și la reacții chimice, creând radicali liberi de scurtă durată, foarte reactivi, responsabili de activitatea chimică ridicată a plasmei. Trecând prin regiunea activă, gazul ionizat cu o concentrație mare de radicali liberi este direcționat către suprafața tratată. In cazul suprafetelor de lucru metalice, acestea pot fi folosite ca catod. Descărcarea arcului arde între anodul generatorului de plasmă și suprafața de tratat. În acest caz, ionii și radicalii liberi sunt generați în imediata apropiere a suprafeței tratate.

Aplicații

Plasma rece la presiune atmosferică neechilibrată găsește multe aplicații industriale, în special pentru curățarea fină și activarea suprafețelor din metal și plastic pentru a pregăti aceste suprafețe pentru vopsire și lipire. Prin crearea unui strat activ chimic pe suprafață, tratamentul cu plasmă îmbunătățește semnificativ calitatea acoperirilor. Acest efect este obținut fără utilizarea de substanțe chimice, care este un factor important în obținerea siguranței și ecologice a proceselor industriale. Când este utilizat în producția de transportoare, lățimea de procesare a plasmei poate atinge câțiva metri, iar viteza de procesare poate ajunge la zeci de metri pe secundă. Tratamentul cu plasmă are ca rezultat un grad mai mare de activare în comparație cu tratamentul corona.

Literatură

  1. RA Wolf, Atmospheric Pressure Plasma for Surface Modification, Wiley, 2012
  2. Yu.P. Raiser, Fizica evacuarii gazelor, Editura Intellect, Dolgoprudny, 2009

Link -uri

Vezi și