ПЛАЗМОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

,

основана на использовании низкотемпературной плазмы, по крайней мере на одной из стадий технол. процесса. В П. т. различают два принципиально разл. направления, в соответствии с тем, что плазма при данном давлении м. б. квазиравновесной, т. е. характеризуется максвелл-больцмановским распределением частиц по энергиям и единой для всех частиц т-рой, и неравновесной, описываемой неск. т-рами для частиц разной массы или для разных типов их движения. Квазиравновесные плазмохим. процессы реализуют при т-рах 3000-10000 К и давлениях порядка атмосферного (или выше). В этих условиях резко возрастает скорость хим. превращений по сравнению с традиц. технологиями; высокая уд. энергия плазмы позволяет перерабатывать широкодоступное малоценное или неустойчивое по составу сырье, невыгодное при традиц. технологиях. Высокие скорости плазмохим. процессов (их времена от 0,1 до 10 мс) позволяют существенно миниатюризировать оборудование. Как правило, такие процессы легко управляются и оптимизируются.

Использование неравновесных плазмохим. процессов основано гл. обр. на инициировании хим. взаимод. электронами высоких энергий при сравнительно низких (до 30 кПа) давлениях. Это позволяет осуществлять газофазные синтезы с более высоким выходом, меньшими уд. затратами энергии, сокращать число стадий процесса по сравнению с традиц. технологиями, применять плазму для эффективной обработки и модифицирования пов-стей материалов и изделий, получения и нанесения тонких пленок орг. и неорг. в-в.

Плазмотрон - газоразрядное устройство для получения плазмы. В крупнотоннажных произ-вах используют в осн. электродуговые генераторы плазмы пост. или перем. тока пром. частоты (см. рис.). Их мощность достигает 10 МВт, тепловой кпд (отношение кол-ва энергии, уносимой в единицу времени газом из плазмотрона, к мощности электрич. дуги) составляет 85% при ресурсе работы порядка 250 ч. В пром. условиях в качестве плазмообразующих газов применяют воздух, азот, водород, углекислый газ; в лаб. условиях также аргон, др. инертные газы.

Генерируемые в электродуговых плазмотронах потоки плазмы турбулентны и характеризуются неоднородными распределениями осредненных значений т-ры и скорости. Радиальные градиенты т-ры могут достигать 5