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等离子体工作气

冶金工程学科术语

等离子体工作气(plasma gas)是指常规气体吸收高能量后，由分子成为原子，直至电离成电导率很高的准中性气体。等离子工作气中存在电子、离子和中性粒子。带电粒子是通过各种电离过程由气体自身产生的。电离过程可由高能辐射和粒子尉烈碰撞产生，其自由电荷的浓度取决于气体中所含能量。

简介
等离子体工作气(plasma gas)是指常规气体吸收高能量后，由分子成为原子，直至电离成电导率很高的准中性气体。
电离过程
等离子工作气中存在电子、离子和中性粒子。带电粒子是通过各种电离过程由气体自身产生的。电离过程可由高能辐射和粒子尉烈碰撞产生，其自由电荷的浓度取决于气体中所含能量。在电离强度高时，气体中的中性粒子可完全电离。例如氢在达到20000K时就可达到这种状态。不同气体电离所需的最小能量不同，它和该气体的电离电位成正比。
电离电位
常见工业气体的第一次电离电位(eV)：Ar，15.775；He，24.58；H，13.595；N，14.54；O，13.614。可见不同气体的电离电位相差不远，但比金属为高。气体中只有He的电离电位高，也表明常规气体的等离子体的电导率在6000K时已与金属相近。不同气体电弧所要求的电压不同，这取决于诸多因素。不能简单认为易电离气体的电弧电压就低。一般地说用同类工业等离子体发生器，氨弧电压最低，氮、氧和氢弧电压则高。对子工业发生器来说，希望能有较高电压以便于传送较大功率而不使电流值过大。
传输性能
等离子体工作气的化学性质除更活泼外，无根本变化，人们更多注意其传输性能，主要方面有：宏观传输——扩散；电荷传输——电导率，动量传输——黏度，能量传输—热导率。
发展前景
等离子体气由于高温，黏度极大，约为常温气体的10倍，因此气体的混合或固体粒于注入等离子体射流是困难的。用工程观点评述等离子体工作气则认为，它不仅是一种高温、纯净、高效的新热源；而且具有气氛可控、温度(焓值)可控、磁可控三大特性，在高温工程领域有广泛应用前景。
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