Плазма энергия

Плазменная технология основывается на физическом принципе: вследствие подачи энергии изменяются агрегатные состояния: твердое переходит в жидкое, жидкое становится газообразным. Если в газ добавить дополнительную энергию, то она ионизируется и превратится в особое состояние, насыщенное энергией - четвертое агрегатное состояние - состояние плазмы.

История открытия плазмы сводится к 1928 году. Ее открывателем считается Ирвинг Ленгмюрн. Плазма - явление нередкое. Более 99% видимой энергии вселенной находится в состоянии плазмы. На земле плазма имеет свою естественную форму. Ее присутствие обнаруживается в молниях или северном сиянии в Антарктике и Арктике. Плазма видна невооруженным глазом во время солнечного затмения в виде короны вокруг солнца.

Привнесение энергии происходит через одно из трех агрегатных состояний: твердое, жидкое и газообразное. Если путем электрического тока подать энергию в газообразное состояние, то образуется плазма.

Что такое плазма

В принципе, плазма - это вещество в высокоионизированном состоянии, которое соответствует ряду дополнительных условий. Известно, что не только в газах, но и в твердых веществах есть множество свободных электронов, которые могут наблюдаться в качестве плазмы.

По своей сути, плазма - это квазинейтральный газ нейтральных и заряженных частиц, ведущих себя коллективно. Это означает, что нейтральные молекулы  взаимодействуют только путем столкновений. Таким образом, их поведение зависит от поведения ближайших молекул. Движение заряженных частиц может создавать области с более высокой или низкой концентрацией отрицательного и положительного заряда. Через электромагнитное взаимодействие эти области влияют на движение других заряженных частиц, находящихся на больших расстояниях. Это происходит потому, что электростатические силы намного сильнее и продолжительнее, чем сила взаимодействия между атомами и молекулами.

Плотность электрически заряженных частиц в плазме должна быть достаточно высокой, чтобы электромагнитные взаимодействия доминировали при столкновении между нейтральными атомами и молекулами. Отсюда и возникает специфическое движение плазмы.

Под коллективным поведением понимается движение, которое зависит не только от условий близости, но и от условий нахождения на больших расстояниях. Таким образом, плазма обладает уникальным свойством - воздействие на себя. Это движение ясно наблюдается в природных явлениях, например, в солнечных извержениях.

Получение плазмы

Способ создания плазмы путем обычного нагрева один из самых распространенных. Чтобы получить плазму термическим путем нужно нагреть газ до температур в сотни тысяч градусов.

Общепринятым способом получения плазмы в условиях лаборатории является использование электрического разряда. Этот метод применяется в технических устройствах. Газовый разряд является газовым промежутком с разностью потенциалов. В промежутке появляются заряженные частицы, движущиеся в электрическом поле. Для поддержания тока нужно, чтобы отрицательно заряженный электрод испускал электроны в плазму. Эмиссия электронов обеспечивается различными способами: термоэмиссия, кратковолновое излучение, например рентгеновскими лучами. Разряд, который создается внешними источниками называется несамостоятельным.

Самостоятельные разряды: искровой, тлеющий и дуговой. При развитии искрового разряда появляются искровые каналы. Примером искрового разряда является молния. Дуговой разряд возникает в воздухе между накаленными стержнями.

Холодные и тлеющие разряды создаются в специальной разрядной трубке при высоких напряжениях и низких давлениях.

Плазменная энергия изменяет мир

Плазма характеризует материю, которая находится на высоком стабильном уровне энергии. При контакте с твердыми материалами, например, металлами, энергия плазмы попадает на поверхность и изменяет важнейшие свойства.

В производстве это свойство используется для целенаправленного изменения исходных свойств материала. Предварительная обработка плазменной энергией способствует регулируемому повышению адгезионной способности поверхностей.

Благодаря плазма энергии в промышленных масштабах появилась возможность использовать новые материалы: экологически безопасные клеи и лаки, не содержащие растворителей. Многие химические технологии обработки материалов заменяются плазменной обработкой.

Плазменная обработка проста в применении и активно используется во всех областях промышленности: транспорте, автомобилестроении, потребительских товарах, упаковочной технике, производстве электроники, текстиле, бионауке, новых формах энергии, косметологии и эстетической медицине.