تقنية قوس البلازما هي طريقة تُستخدم لصهر ومعالجة المواد باستخدام تدفق بلازما بدرجة حرارة عالية متولدة عن طريق قوس كهربائي. وتُطبَّق هذه التقنية في المقام الأول في علم المعادن الكهربائية وتوفر العديد من المزايا مقارنةً بالطرق التقليدية.
ملخص تقنية قوس البلازما:
تنطوي تقنية قوس البلازما على استخدام قوس كهربائي لتوليد تدفق بلازما بدرجة حرارة عالية، والتي تُستخدم بعد ذلك لصهر المواد ومعالجتها. وتُعد هذه التقنية مفيدة بشكل خاص في علم المعادن الكهربائية وتوفر مزايا مثل الاستقرار العالي في المعالجة، والتكيف المستمر لدرجة الحرارة، والتشغيل في أجواء مختلفة، وامتصاص إضافات السبائك العالية، وانخفاض محتوى الشوائب، والملاءمة البيئية.
-
الشرح التفصيلي:
- توليد البلازما:
-
يتم إنشاء البلازما عادةً باستخدام سخان القوس الكهربائي، المعروف أيضًا باسم البلازماترون. يقوم هذا الجهاز بتوليد تدفق البلازما عن طريق تأيين الغاز (عادةً الأرجون أو النيتروجين أو الهواء) باستخدام قوس كهربائي. ويتحول الغاز المتأين إلى بلازما، وهي حالة موصلة للغاية وذات درجة حرارة عالية للمادة.
- التطبيق في علم المعادن الكهربي:
-
في علم المعادن الكهربائي، تُستخدم أفران قوس البلازما لصهر المعادن والسبائك. وتسمح درجة الحرارة العالية للبلازما بصهر المواد ومعالجتها بكفاءة. هذه التكنولوجيا مفيدة بشكل خاص لإنتاج الفولاذ والسبائك منخفضة الكربون، حيث يمكنها تقليل محتوى الكربون والشوائب الأخرى في المعدن بشكل كبير.
- مزايا أفران قوس البلازما:الاستقرار العالي والتحكم في درجة الحرارة:
- العملية في فرن قوس البلازما مستقرة للغاية، ويمكن ضبط درجة الحرارة باستمرار عن طريق تغيير الظروف الكهربائية للبلازماترون. وهذا التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية لتحقيق الخصائص المعدنية المطلوبة في المنتج النهائي.تحكم متعدد الاستخدامات في الغلاف الجوي:
- يمكن أن تعمل أفران قوس البلازما في أي جو مرغوب فيه، وهو أمر ضروري لمعالجة المعادن التفاعلية أو لتحقيق تفاعلات كيميائية محددة أثناء عملية الصهر.السبائك الفعالة:
- تضمن الدرجة العالية من اعتماد إضافات السبائك في أفران قوس البلازما تحقيق تركيبة السبائك المطلوبة بدقة عالية.الفوائد البيئية:
-
بالمقارنة مع طرق الصهر التقليدية، تنتج أفران قوس البلازما تلوثًا أقل، مما يجعلها أكثر صداقة للبيئة.
- التطبيقات والاختلافات الأخرى:القوس الفراغي الحراري الحراري (TVA):
- هذا نوع أحدث من مصادر البلازما يولد بلازما تحتوي على أيونات ذات طاقة موجهة. ويُستخدم TVA في ظروف التفريغ العالي لتطبيقات محددة مثل ترسيب المواد.التلبيد بالبلازما الشرارة (SPS):
تستخدم هذه التقنية التيار النبضي لتسخين جزيئات المسحوق وتلبيدها مباشرة، وتوفر مزايا مثل السرعة العالية ودرجة الحرارة المنخفضة والكفاءة العالية، وهي مفيدة بشكل خاص لتحضير مواد جديدة مثل المواد النانوية والسيراميك.التصحيح والمراجعة:
