Revestimento de Plasma em Pó de Tungstênio
Plasma É uma nuvem gasosa ionizada composta de elétrons livres, íons positivos, átomos neutros e moléculas. Devido às suas propriedades únicas, alguns se referiram a ela como o "quarto estado da matéria".Plasma É gerado sempre que uma energia suficiente é transmitida a um gás para fazer com que parte dela se ionize.
Se um gás é aquecido acima de 5.000 ° C (9,032 ° F) ligações químicas são quebradas e seus átomos sofrem violentos movimentos aleatórios. Isso resulta em colisões atômicas que fazem com que alguns elétrons se separem de seus núcleos. Os elétrons são os constituintes negativamente carregados dos átomos; Assim tendo perdido um elétron os núcleos mais pesados, com todos os elétrons remanescentes, tornam-se carregados positivamente. Quando um gás sofre esta ruptura é dito ser ionizado ea nuvem que se tornou é identificado como plasma. Seu comportamento envolve interações complexas entre forças eletromagnéticas e mecânicas. Plasma está presente em qualquer e Descarga elétrica, mesmo uma como em um arco comum ou em um tubo de vácuo. É plasma frio que excita os fósforos dentro de um tubo fluorescente.
Plasma Tem sido conhecida por um tempo considerável. Na tecnologia comercial são considerados como correntes quentes de partículas atingindo temperaturas superiores a 10.000 ° C (18.032 ° F). As pistolas de pulverização de plasma de hoje são suficientemente robustas para produzir temperaturas desde 5.000 ° C (9.032 ° F) até 16.000 ° C (28.832 ° F) por longos períodos. Estas pistolas são referidas como "geradores de plasma de arco não transferido". O gerador é essencialmente um arco elétrico que trabalha em um espaço constricted. Dois eletrodos dianteiro (ânodo) e traseiro (cátodo) estão contidos em uma câmara, assim como o arco através do qual passa o efluente (o gás operacional), conceito desenvolvido por H. Gerdien (2) da Alemanha na década de 1920. No entanto, nessa altura, foi-lhe concedido pouco interesse, uma vez que não havia necessidade aparente de temperaturas tão elevadas. O advento da era espacial mudou isso e os sistemas viáveis foram comercialmente introduzidos na década de 1950.
Os geradores de plasma trabalham com o conceito de que se uma tensão suficiente é aplicada a dois eletrodos, separados por um pequeno intervalo, a diferença de potencial naquele momento faz com que os elétrons sejam extraídos do cátodo. Os elétrons aceleram e aceleram em direção ao ânodo. Se um gás é inserido no intervalo entre os dois eletrodos, seus átomos irão colidir com os elétrons que se seguem e eles mesmos, causando mais elétrons para se separar e viajar para o ânodo. Enquanto isso, os núcleos despojados de seus elétrons, e carregados positivamente, passam para o cátodo. Desse modo, o gás no intervalo foi ionizado, tornando-se eletricamente condutor - um arco de plasma; Ele sai através de um orifício no ânodo como uma corrente de plasma, contendo apenas elétrons e gás ionizado é formado (7). Enquanto isso, a corrente de plasma que emite, atingindo temperaturas superiores a 9.000 ° C (16.232 ° F), começa a esfriar eo gás uma vez ionizado começa a se recombinar.
A maioria das pistolas de plasma comerciais são de concepção fundamentalmente simples, consistindo de uma câmara e bocal frontal (ânodo) no qual há um orifício. A câmara e o bocal são refrigerados a água. Na parte traseira da câmara está o eletrodo, também refrigerado a água. Este eletrodo traseiro não é consumível e é formado a partir de tungstênio thoriated (ver gráfico acima). Uma entrada, em algum lugar dentro da câmara, permite que o gás de formação de plasma de alta pressão, ou gases, entre. Uma faísca de alta freqüência inicia a operação e é descontinuada após a ignição. Deve notar-se que o gás de alta pressão arrefece a camada exterior do arco de plasma de modo que o calor extremo é mantido afastado do orifício do bocal.
Típica plasma Formando gases incluem argônio, nitrogênio, hidrogênio e hélio. O argônio e o azoto são geralmente utilizados como gases primários de plasma e o hidrogénio é favorecido como secundário, uma vez que ajuda na produção de uma " Quente ". O nitrogênio é menos caro que o argônio, portanto, com base na economia, é mais amplamente utilizado do que o argônio. O hélio tende a expandir o plasma e quando utilizado em combinação com árgon produz um "plasma de alta velocidade" que sai do bocal a cerca de 488 m / s. As velocidades de saída de árgon / hidrogénio e azoto / hidrogénio foram medidas a cerca de 366 m / s (1.200 pés / s). Como a maioria das pistolas de plasma são concebidas para pulverizar pós, o pó é introduzido através de uma entrada externa no orifício do bocal. O hardware também está disponível para injetar o pó internamente a montante no furo do bocal. O gás de formação de plasma primário é usualmente utilizado como um transportador para transportar o pó para a corrente de plasma.
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