34

34.Procedee de prelucrare a materialelor cu ajutorul plasmei: generalitati.Plasma este considerata ca fiind a patra stare de agregare a materiei in afara celor trei,

larg cunoscute: solida, lichida si gazoasa.

Trecerea unei substante dintr-o stare de agregare in alta se face prin variatia energiei

caracteristice. Marind aceasta energie se trece succesiv de la starea solida, prin starile lichida si gazoasa, la starea de plasma. Trecerea din starea gazoasa in starea de plasma se face cu un aport energetic semnificativ: 1...30 eV/particula.

Plasma reprezinta acea stare de agregare a materiei care contine un numar mare de

particule incarcate electric (electroni si ioni pozitivi), particule neutre si fotoni - particule aflate intr-o continua interactiune. Ionii negativi, formati prin atasare electronica, ssunt extrem de rari in plasma, de aceea ii vom neglija.

Intre particulele plasmei au loc ciocniri elastice si neelastice, ca la orice gaz. Ciocnirile

neelastice constituie factorul principal de transformare a gazulul in plasma. De exemplu,

ciocnirea unui atom neutru cu un electron rapid poate produce fenomenul de ionizare, cu aparitia unui ion pozitiv si a unui electron. De asemenea aceasta interactiune poate produce excitarea atomului, iar prin dezexcitare se emit fotoni, care populeaza plasma cu radiatie electromagnetica.

La scara macroscopica, plasma poate fi considerate ca un fluid, a carui proprietati ssunt

date de purtatorii de sarcina pozitiva si negativa, aflati in numar mare, dar in ansamblu plasma este neutra electric sau cvasineutra.

Plasma este starea de agregare intalnita in proportie de 99% in univers. Stelele, materia

interstelara, centurile de radiatii, ionosfera, miezul planetei noastre, fulgerul, flacarile ssunt plasme naturale. Plasmele artificiale ssunt: descarcarile in gaze rarefiate, descarcarile corona, descarcarile in scanteie, plasmele termonucleare, arcul electric liber, plasmele termice.

Descarcarile in gaze rarefiate ssunt utilizate la lampile electrice cu descarcari (pentru

iluminat) sau la laserii gazosi. Descarcarile in scanteie au facut obiectul prelucrarilor prin

electroeroziune.

Tehnologlile electrice cu arc electric liber (sudarea electrica, taierea cu arc electric,

topirea in cuptoare cu arc electric), ssunt considerate tehnologii conventionale.

Plasmele termice, obtinute cu ajutorul arcului electric prin suflarea unui gaz plasmagen,

ssunt cele destinate tehnologiilor speciale, de aceea vor fi tratate in acest capitol.

Foiosirea plasmei termice este recomandata pentru:

topirea materialelor si aliajelor greu fuzibile;

obtinerea de produse chimice (acetilena, oxid de azot, nitruri, fosfor, etc.);

pulverizarea materialelor greu fuzibile (W, Mo) sau a materialelor cu temperaturi mai

scazute de topire (Al, Cu) in vederea obtinerii de acoperiri anticorozive, refractare sau rezistente la uzura.