Возбуждение - плазма
Cтраница 1
 |
Триодная система ионно. [1] |
Термоэмиссионное возбуждение плазмы в триодной системе позволяет независимо изменять давление газа, плотность тока и потенциал мишени. [2]
Во всех описанных выше методах возбуждения плазмы предполагалось, что выходной импеданс ВЧ генератора ( включая рабочую обмотку) был со-гласованс импедансом нагрузки, значительно меньшим, чем импеданс вспомогательной плазмы, так что последняя может эффективно поглощать энергию, поскольку при увеличении объема вспомогательной плазмы ее импеданс падает. При чрезмерно высоком импедансе генератора возбуждение при умеренно высоких напряжениях затруднено или невозможно вовсе. Силовое возбуждение ( использование повышенных напряжений) является причиной перегрузки генератора или быстрого разрушения плазмосодержащей трубки еще до образования основного разряда. [3]
 |
Схема установки с высокочастотным плазменным нагревом. 1 - кристалл. 2 - индуктор. 3 - плазма. [4] |
В случае дуговых плазмотронов возникает проблема возбуждения плазмы. Эта проблема решается различными способами: замыканием электродов; поджигом от вспомогательного дугового разряда; электрическим пробоем; инжекцией вспомогательной плазмы в разрядную камеру. Индуктивное возбуждение плазмы существенно расширяет возможности этого способа нагрева и открывает новые перспективы использования плазменного нагрева, например, в методах Вернейля, Бриджмена, зонной плавки. [5]
Для уменьшения влияния состава пробы на условия возбуждения плазмы В. В. Недлер [158] предложил применять режим дуги переменного тока; при этом используется излучение только начальных стадий разряда, во время которых пары просыпаемой пробы не успевают заполнить дугового промежутка и еще не нарушают электрического режима дуги. Гашение разряда после каждой вспышки осуществляется струей воздуха. [6]
Несмотря на многообразие созданных в разных лабораториях установок и методов возбуждения плазмы, все они страдали одним общим недостатком: в плазме развивались неустойчивости, еще плохо понятые, но заведомо ухудшавшие ее удержание магнитным полем и мешавшие нагреву. Самой опасной и теоретически наиболее ясно понятой была гидромагнитная желобковая неустойчивость. Эта неустойчивость связана с выталкиванием плазмы, являющейся диамагнетиком, из области с более сильным магнитным полем. Согласно теории, она должна при известных условиях развиваться в обычных ловушках с магнитными пробками, в которых магнитное поле убывает по направлению к боковым стенкам камеры. [7]
В качестве охлаждающих газов чаще используют аргон и реже - смесь гелия с аргоном, азот. Возможно возбуждение плазмы высокочастотными ( Вч) и сверхвысокочастотными ( СВч) токами. Вч - и СВч-плазматроны дают возможность получить низкотемпературную плазму ( 3400 - 10000 К) в любых газах и смесях. На рис. 30.10 представлены схемы таких плазматронов. Струя газа и аэрозоля исследуемого раствора подается в кварцевую трубку, охлаждаемую водой или газом. [8]
В последние годы для ионного распыления стала использоваться простая двухэлектродная ВЧ система, причем несколько промышленных установок такого типа имеется в продаже. В них возбуждение плазмы осуществляется с помощью высокочастотных полей. [9]
Известно, что в ААС, например, даже при использовании высокотемпературного пламени степень атомизации частиц металлов различного размера, взвешенных в масле, незначительна. В случае применения для возбуждения индукционно-связанной плазмы относительно высокая температура в ней позволяет резко повысить степень ионизации вещества, включая суспензированные частицы, уменьшается возможность рекомбинации возбужденных атомов ( например, за счет образования монооксидов), так как для образования плазмы и ее поддержания используется инертный газ, уменьшаются интерференционные эффекты, обычно имеющие место в АЭС с применением дуги постоянного или искры переменного тока. [10]
Среди различного рода турбулентных процессов в плазме естественно выделяется достаточно обширный и вместе с тем весьма важный класс так называемых слаботурбулентных процессов. Слабая турбулентность соответствует не очень сильному возбуждению плазмы, когда характерные времена взаимодействия между волнами ( или релаксации волн за счет взаимодействия с частицами) оказываются очень большими по сравнению с периодами колебаний. Таким образом, в самом грубом приближении, слабая турбулентность - это просто набор многих волн в плазме. [11]
Данное требование включает простоту сборки и разборки плазмотрона, простоту крепления его в технологической зоне, легкость возбуждения электрического разряда, причем желательно без ввода дополнительных устройств в область разрядного канала. Например, для ВЧИ-раз-ряда желательно производить возбуждение плазмы без ввода поджигающих угольных стержней или без ввода дополнительных электродов и плазмотронов. Дуговой разряд желательно возбуждать без проволочек или вводимых в канал поджигающих электродов. [12]
Метод основан на том, что из-за наличия свободных электронов в объеме резонатора его собственная частота смещается, а вследствие потерь, обусловленных столкновениями, снижается добротность резонатора Qo. При этом в указанных случаях, а также при возбуждении плазмы, например с помощью мощных высокочастотных импульсов, производится измерение сдвига частоты Д / и изменения добротности A ( 1 / Q) в паузах между инициирующими импульсами. [13]
Толщины слоев a - Si: Н п - и р - типов приблизительно равны: для фронтального слоя и слоев на границе раздела первого и второго и второго и третьего переходов - 100 А, а тыльного слоя - типа - 200 А. Эти слои могут последовательно осаждаться в камере реактора тлеющего разряда при контролируемых составах газа и ВЧ мощности для возбуждения плазмы. [14]
При наличии соответствующего запаса по ламповому току ( как это имеет место в случае 50-киловаттного генератора) даже значительное рассогласование импедансов при запуске не ведет к каким-либо серьезным проблемам в инициировании плазмы. Однако для того, чтобы решить проблему в случае 10-кшговаттного генератора, его импеданс должен быть уменьшен до подходящей для возбуждения плазмы величины и значительно увеличен в момент добавки кислорода с тем, чтобы прийти к оптимальному для чистого кислорода согласованию импедансов. [15]
Страницы: 1 2