Физическая энциклопедия - плазмотрон

(плазматрон, плазменный генератор), газоразрядное устройство для получения «низкотемпературной» (T»104 К) плазмы. Физ. исследования по созданию П. начались в 10-х гг. 20 в., однако широкое использование П. в пром. и лаб. практике относится к кон. 50 нач. 60-х гг., когда были разработаны эфф. способы стабилизации дугового и высокочастотного разряда.

Дуговой П. постоянного тока состоит из след. осн. узлов: электродов, разрядной камеры и узла подачи ллазмообразующего в-ва; разрядная камера может быть совмещена с электродами т. н. П. с полым катодом (см. РАЗРЯД С ПОЛЫМ КАТОДОМ). Дуговые П., работающие на переменном напряжении, используются реже. Существуют дуговые П. с осевым и коаксиальным расположением электродов, с тороидальными электродами, с двусторонним истечением плазмы, с расходуемыми электродами и т.

Один из распространённых способов м а г н и т н о й с т а б и л и з а ц и и разряда плазмоструйных П. с коаксиально расположенными электродами состоит в создании (с помощью соленоида) перпендикулярного плоскости электродов сильного магн. поля, к-рое вынуждает токоведущий канал дуги непрерывно вращаться, обегая электроды. Поэтому анодные и катодные пятна дуги перемещаются по кругу, что предотвращает расплавление электродов.

Если не требуется сильного сжатия потока плазмы (напр., в нек-рых П., используемых для плавки металла), стабилизирующий газовый поток не закручивают, а направляют его параллельно столбу дуги. Как правило, стабилизирующий газ явл. и плазмообразующим в-вом. Применяют также стабилизацию и обжатие дуги потоком воды. Плазма дуговых П.

неизбежно содержит ч-цы в-ва электродов вследствие их эрозии. Когда этот процесс полезен, его интенсифицируют (П. с расходуемыми электродами); в др. случаях, наоборот, электроды изготовляют из тугоплавких металлов. Плазмоструйные П. используют при термич. обработке металлов, для нанесения покрытий, в спектроскопии и пр.; плазменнодуговые П.

поля (низкой частоты 102-104 Гц) может быть введена в плазму разряда индукционным безэлектродным способом (см. БЕЗЭЛЕКТРОДНЫЙ РАЗРЯД). На этом принципе разрабатываются т р а н с ф о р м а т о р н ы е П. В ы с о к о ч а с т о т н ы й П. включает: электромагн. катушку, индуктор или электроды, подключённые к источнику ВЧ энергии, разрядную камеру, узел ввода плазмообразующего в-ва.

Наибольшее распространение в технике получили ВЧ индукционные (ВЧИ) П., в к-рых плазмообразующий газ нагревается вихревыми токами (характерные частоты =104-107 Гц). Т. к. ВЧИ-разряд явл. безэлектродным, эти П. используют, если к плазменной струе предъявляются высокие требования по чистоте. С помощью ВЧИ П. получают тонкодисперсные и особо чистые порошковые материалы.