等离子体在机械工程中的应用介绍.ppt

等离子体弧在机械工程中的应用
武文斌教授
河南工业大学机电工程学院
2011年9月
非传统加工的概念
非传统加工
(Non-Traditional Machining)

是指应用物理的(力、热、声、光、电)或化学的方法,对具有特殊要求或特殊加工对象(难加工材料、形状复杂或尺寸微小件、低刚度工件等)进行加工的手段。也称特种加工。
1 等离子体弧的基本知识
什么是等离子体?
等离子体弧的特点
等离子体弧的种类
当任何不带电的普通气体在受到外界的高能激励作用后,部分原子中的电子脱离原子核束缚成为自由电子,原子因失去电子而成为带正电的离子,这样原来中性气体就因电离而转变成由大量自由电子、正电离子和部分中性原子组成的宏观仍呈电中性的电离气体,这类气体称为等离子体。等离子体被认为是继固态、液态和气态三种形态之外的第四态物质即等离子态。
什么是等离子体?
气体分子中性原子离子电子光热
根据温度不同,等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体(包括热等离子体和冷等离子体)。高温等离子体的温度高达106K--108K,在太阳表面、核聚变和激光聚变中获得。低温等离子体的温度为室温到3х104K,其中热等离子体一般为稠密等离子体。
等离子体的产生
人工等离子体
放电
激光照射
放射线
真空紫外线
电场电离
燃烧
利用电场作用获得等离子体
等离子体科学
等离子体是包含足够多的正负电荷数目近于相等的带电粒子的非凝聚系统。
等离子体科学是一门典型的物理、化学和材料等学科的交叉科学,它包含了电磁学、空气动力学、化学反应动力学和表面科学等分支学科。
等离子体弧的特点
温度高能量集中
有高的导电和导热性能
具有较大的冲击力
比一般电弧稳定
各项有关参数的调节范围广
等离子体弧柱
采用回旋气流法原理的喷枪