ПЛАЗМАТРОН

(от плазма и ...трон), плазменный генератор, - газоразрядное устройство для получения струи "холодной" (с темп-рой порядка 10⁴ К) плазмы. Наиболее распространены электродуговые и ВЧ П. В первых рабочий газ (водород, азот, аргон, гелий и т. д.) превращается в плазму в дуговом разряде между тугоплавким катодом (вольфрам, молибден, спец. сплавы) и водоохлаждаемым медным анодом, выполненным в виде узкого кольца - сопла. С помощью соленоида в разрядной камере П. создаётся сильное магн. поле, перпендикулярное плоскости сопла и вынуждающее токовый канал дуги непрерывно вращаться, обегая анодное кольцо (к-рое в противном случае расплавилось бы). Часто рабочий газ подаётся в камеру по спиральным каналам, в результате чего образуется газовый вихрь, обдувающий столб дуги: более холодный газ под действием центробежных сил оттесняется к стенкам камеры, изолируя их от контакта с дугой (стабилизация дуги газовой "закруткой".). Проходя через сопло, не ионизованные в камере атомы (молекулы) газа ионизуются вращающимся участком дуги. Темп-pa плазмы на срезе сопла, в зависимости от типа и режима работы электродугового П., заключена в пределах 3000 25 000 К. Плазма дуговых П. неизбежно содержит частицы в-ва электродов. Более "чистую" плазму дают ВЧ П. В одних типах ВЧ П. рабочий газ ионизуется в безэлектродном высокочастотном разряде, возбуждавмом в камере электромагн. полем катушки-индуктора. В других ВЧ П. (П. на коронном разряде, П. с высокочастотной короной) имеются кольцевой электрод (сопло) и второй электрод в виде тонкого острия. Интенсивность ионизации у острия максимальна, т. к. напряжённость электрич. поля вблизи него более высока по сравнению с др. участками разряда. Рабочие частоты ВЧ П. измеряются десятками МГц; темп-pa плазмы в центре разрядной области 10 000 - 15 000 К. Созданы также СВЧ П. с рабочими частотами в тыс. и десятки тыс. МГц; в качестве питающих их генераторов применяются магнетроны. В ВЧ П., как и в дуговых, часто используют газовую "закрутку". Это позволяет изготовлять камеры П. из материалов с низкой термостойкостью (напр., из обычного или органич. стекла). См. рис. П. являются осн. источником "холодной" плазмы в совр. технике (напр., в плазмохимической технологии, плазменной металлургии).

Схемы дуговых плазматронов: а - осевой; б - коаксиальный; в - с тороидальными электродами; г - двустороннего истечения; о - с внешней плазменной дугой; е - эрозионный; 1 - источник электропитания; 2 - разряд; 3 - плазменная струя; 4 - электроды; 5 - разрядная камера; 6 - соленоиды; 7 - обрабатываемое тело

Схемы высокочастотных плазматронов: а - индукционный; б - ёмкостный; в - факельный; г - сверхвысокочастотный; 1 - источник электропитания; 2 - разряд; 3 - плазменная струя; 4 - индуктор; 5 - разрядная камера; 6 электроды; 7 - волновод

К ст. Плазматрон. Плазменная струя на срезе cопла>>