Температура - кратер
Cтраница 2
Температура кратера зависит от силы тока дуги, формы электродов, физических и химических свойств материала электрода, химических реакций между электродом и окружающими газами ( воздухом или инертным газом) и, наконец, от химических реакций в самом кратере. Температура кратера и находящегося в нем материала существенно меняется в течение времени возбуждения. После включения дуги при постепенно возрастающей температуре могут одна за другой протекать разные химические реакции. Благодаря этому порядок испарения присутствующих в пробе материалов может существенно отличаться от того порядка, который установлен в соответствии с постепенным возрастанием температуры кипения. [16]
Температура катодного пятна приближается, по-видимому, к температуре кипения материала катода. Температура анодного кратера несколько выше, чем катодного пятна; так, для угольных электродов при атмосферном давлении она составляет около 4200 К, для стальных - около 2600 К. [17]
Кратер в угольной дуге светится ярче, чем сами угли. Будет ли температура кратера заметно выше температуры выпуклой поверхности раскаленного угля. [18]
Электроды с глубоким кратером используют для определения более летучих металлов. Для таких электродов температура кратера около его дна значительно снижается. Поэтому летучие элементы будут поступать в плазму с меньшей скоростью, что увеличивает время их нахождения в плазме и соответственно снижает предел их обнаружения. Узкие и глубокие кратеры используют, например, для определения ртути. Для общего качественного анализа ( разд. Испарение можно существенно усилить, если делать электроды не из графита, а из угля [3], хотя при этом обработка электродов становится более сложной и трудоемкой. [19]
Процессы не заканчиваются испарением. Если температура разложения соединения ниже температуры кратера, то на разложение этого соединения потребляется энергия, в результате чего снижается температура кратера. Для незначительного количества соединений температура их термической диссоциации оказывается выше температуры разрядного кратера. В этом случае соединение должно диссоциировать в плазме. На это расходуется часть энергии, выделяющейся в плазме, и поэтому ее температура понижается. [20]
Значительно больше световая отдача электрических дуг, положительный кратер которых имеет температуру около 4000 К. В дугах интенсивного горения ( сила тока до 300 А) температура кратера достигает 5000 К, а в дугах под давлением около 20 ат Люммеру удалось довести температуру кратера до 5900 К, т.е. получить источник, близкий по своим световым свойствам к Солнцу. В обычных дугах главная часть излучения ( от 85 до 95 %) излучается положительным кратером, около 10 % - катодом и лишь 5 % приходится на свечение облака газов между электродами. В дугах интенсивного горения, в которые вводятся тугоплавкие соли некоторых элементов с большой ис-пускательной способностью ( редкие земли), роль облака повышается и на долю кратера приходится всего 40 - 50 % общего излучения. Хотя, по-видимому, в таких дугах излучение носит почти исключительно тепловой характер, все же в силу большой селективности излучения элементов, вводимых в состав облака, световая отдача подобных источников оказывается выше, чем для раскаленного угля и металлов. [21]
Процессы не заканчиваются испарением. Если температура разложения соединения ниже температуры кратера, то на разложение этого соединения потребляется энергия, в результате чего снижается температура кратера. Для незначительного количества соединений температура их термической диссоциации оказывается выше температуры разрядного кратера. В этом случае соединение должно диссоциировать в плазме. На это расходуется часть энергии, выделяющейся в плазме, и поэтому ее температура понижается. [22]
Значительно больше световая отдача электрических дуг, положительный кратер которых имеет температуру около 4000 К. В дугах интенсивного горения ( сила тока до 300 А) температура кратера достигает 5000 К, а в дугах под давлением около 20 ат Люммеру удалось довести температуру кратера до 5900 К, т.е. получить источник, близкий по своим световым свойствам к Солнцу. В обычных дугах главная часть излучения ( от 85 до 95 %) излучается положительным кратером, около 10 % - катодом и лишь 5 % приходится на свечение облака газов между электродами. В дугах интенсивного горения, в которые вводятся тугоплавкие соли некоторых элементов с большой ис-пускательной способностью ( редкие земли), роль облака повышается и на долю кратера приходится всего 40 - 50 % общего излучения. Хотя, по-видимому, в таких дугах излучение носит почти исключительно тепловой характер, все же в силу большой селективности излучения элементов, вводимых в состав облака, световая отдача подобных источников оказывается выше, чем для раскаленного угля и металлов. [23]
То обстоятельство, что электроды дуги могут быть сдвинуты, если они обгорели, позволяет не считаться с испарением углей. Поверхность электродов нагревается до чрезвычайно высокой температуры. В угольной дуге температура кратера превышает 4000 К, в то время как у катода юна немногим выше 3000 К. Вследствие этого излучение кратера значительно интенсивнее, чем катода. [24]
Излучение в электрической дуге возникает при сильном нагревании ( около 4000 К) положительного кратера. Под давлением порядка 20 ат температуру кратера можно довести до значения 5900 К, при котором возникает излучение, очень близкое по составу к солнечному излучению. Вольтова дуга с угольными электродами является хорошим источником в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Дуга с железными электродами дает густой линейчатый спектр в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. [25]
Существенную роль играет также теплопроводность проб. Имеет значение, приготовлен ли сплав способом плавления или порошковой металлургии. В последнем случае из-за плохой теплопроводности температура разрядного кратера возрастает. Поэтому испаряется относительно большее количество компонентов с высокими температурами плавления и кипения и соответственно повышается интенсивность их спектральных линий. По данным наших экспериментов, этот эффект очень существен. Можно предположить, что наряду с теплопроводностью играют определенную роль и другие физические параметры. По-видимому, важно также учитывать, что металлические сплавы, полученные плавлением, не являются аморфными веществами, а имеют кристаллическую, вполне определенную металлографическую структуру. [26]
Процессы не заканчиваются испарением. Если температура разложения соединения ниже температуры кратера, то на разложение этого соединения потребляется энергия, в результате чего снижается температура кратера. Для незначительного количества соединений температура их термической диссоциации оказывается выше температуры разрядного кратера. В этом случае соединение должно диссоциировать в плазме. На это расходуется часть энергии, выделяющейся в плазме, и поэтому ее температура понижается. [27]
 |
Электроды для метода фракционной дистилляции, используемые при анализе образцов твердых металлов и диэлектрических материалов ( порошков. [28] |
Простейшая форма электрода с кратером ( КН) используется в анализах общего типа. Такие электроды с малой глубиной кратера обычно используют при возбуждении в искре и прерывистой дуге или для определения труднолетучих элементов. Электрод с чашкой применяют для уменьшения потерь тепла и увеличения температуры кратера электрода. [29]
Алюминий как металл с потенциалом ионизации, близким к 6 эВ, стабилизирует температуру плазмы около 4200 К. Однако из-за значительной теплоты образования корунда, который образуется при окислении алюминия, температура кратера намного превосходит температуру кипения алюминия. Более того, температура кипения расплавленной фазы в присутствии алюминия снижается, и, таким образом, уменьшается эффект фракционной дистилляции. К тому же алюминий обладает также действием носителя ( разд. [30]
Страницы: 1 2 3