Журнал технической физики, 2007, том 77, вып. 4
Краткие сообщения 04;07;12
Спектральные характеристики дугового разряда килогерцового диапазона в потоке аргона атмосферного давления © И.В. Осипова, 1,2 Н.Г. Внукова, 1 Г.Н. Чурилов 1 1
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН 660036 Красноярск, Россия 2 Красноярский государственный технический университет, 660074 Красноярск, Россия e-mail:
[email protected]
(Поступило в Редакцию 7 марта 2006 г. В окончательной редакции 4 сентября 2006 г.) Приведены результаты исследований дугового разряда переменного тока (44 kHz) в струе аргона при атмосферном давлении между двумя медными электродами. Один электрод — это водоохлаждаемый стержень с осевым отверстием для введения аргона, а второй — виток трубки, плоскость которой перпендикулярна оси центрального электрода. Исследованы спектры излучения аргона. Приведены характерные типы профилей, зависимости интенсивности спектральных линий от расстояния до торца центрального электрода. Для диапазона длин волн от 245 до 370 nm идентифицированы и приведены все наблюдающиеся переходы. PACS: 52.80.Mg
Введение
чающейся высоким теплосодержанием, плазмы. Обычно такая плазма получается посредством дугового разряда. В эмиссионной спектроскопии до сих пор применяется дуга с графитовыми электродами. Однако в этом случае молекулярный спектр циана закрывает практически весь видимый диапазон излучения. В случае применения водоохлаждаемых металлических электродов из-за их интенсивного разрушения плазма дуги сильно загрязнена. Это нежелательно в тех случаях, когда необходима плазма, не загрязненная материалами примесей, например, для целей медицины, плазмохимии, эмиссионной спектроскопии и т. д. Основная причина высокого уровня эрозии заключается в недостаточно эффективном охлаждении поверхности металла, на которой возникают катодные пятна. Механизм образования катодных пятен таков, что при использовании переменного тока можно избежать формирования одного постоянного катодного пятна, в отличие от случаев постоянного тока и тока промышленной частоты. Известно, что время объединения малых катодных пятен в одно большое составляет 10−4 −10−5 s [3]. При токе частотой 44 kHz время существования нескольких катодных пятен на поверхности медного электрода составляет порядка 10−5 s. Таким образом, в процессе разряда большую часть времени ток имеет несколько катодных привязок, существующих одновременно, что улучшает теплообмен и значительно снижает эрозию электродов. Результаты исследования плазмы дуговых разрядов постоянного тока, тока промышленной частоты, а также радиочастотного диапазона изложены во многих статьях и монографиях. Однако диапазон 103 −105 Hz не исследован [3]. Настоящая работа содержит результа-
Спектральные исследования, которые интенсивно велись в прошлом, имели основополагающее значение как в фундаментальных, так и в прикладных науках. Многим обязана спектроскопии атомов и молекул квантовая механика. Из прикладных достижений наиболее значимы лазерные технологии и эмиссионная спект