Плазмотро́н — техническое устройство, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется плазма, используемая для обработки материалов или как источник света и тепла. Буквально, плазмотрон означает — генератор плазмы.
История создания
Первые плазмотроны появились в середине 20-го века в связи с появлением устойчивых в условиях высоких температур материалов и расширением производства тугоплавких металлов. Другой причиной появления плазмотронов явилась элементарная потребность в источниках тепла большой мощности. Замечательными особенностями плазмотрона как инструмента современной технологии являются:
- Получение сверхвысоких температур (до 150 000 °C, в среднем получают 10 000-30 000 °C), не достижимых при сжигании химических топлив.
- Компактность и надежность.
- Легкое регулирование мощности, легкий пуск и остановка рабочего режима плазмотрона.
Типы применяемых плазмотронов
Электродуговые:
- С прямой дугой.
- С косвенной дугой.
- С электролитическим электродом (электродами).
- С вращающейся дугой.
- С вращающимися электродами.
Высокочастотные:
- Индукционные (нагрев движущихся металлических паров).
- Электростатические.
Комбинированные:
Работают при совместном действии токов высоких частот (ТВЧ) и при горении дугового разряда, в том числе с сжатием разряда магнитным полем.
- Для производства плазменной и микроплазменной сварки в настоящее время применяются следующие установки: УПС-501, УПС-804 и УПС-301 для плазменной сварки и установка А-1342 для микроплазменной сварки
Области использования плазмотронов
- сварка и резка металлов и тугоплавких материалов
- нанесение ионно-плазменных защитных покрытий на различные материалы (см. Плазменное напыление)
- нанесение керамических термобарьерных, электроизоляционных покрытий на металлы (см. Плазменное напыление)
- подогрев металла в ковшах при мартеновском производстве
- получение нанодисперсных порошков металлов и их соединений для металлургии
- двигатели космических аппаратов
- термическое обезвреживание высокотоксичных органических отходов
- Синтез химических соединений (например синтез оксидов азота и др., см. Плазмохимия)
- Накачка мощных газовых лазеров.
- Плазменная проходка крепких горных пород.
- Безмазутная растопка пылеугольных котлов электростанций.
- Расплавление и рафинирование (очистка) металлов при плазменно-дуговом переплаве.
Особенности применяемых материалов в конструкции
Плазменная горелка дугового плазмотрона имеет по меньшей мере один анод и один катод, к которым подключают источник высокого напряжения.
Высокочастотные плазмотроны являются безэлектродными. В качестве рабочего тела используют воздух, кислород, пары воды, аргон, азот и другие газы. Для охлаждения используют каналы, омываемые обычно водой.
Литература
Ю. П. Конюшная. Открытия советских ученых. — Ч. 1. — М.: Изд-во МГУ, 1988.
См. также
Примечания
Ссылки
- Плазмотроны для резки (плазменные резаки)