Spectroscopy of electric discharge plasma in metal vapours

Abstract

The radial profiles of the temperature and electron density in the plasma of the electric arc between composition electrodes based on cooper (Cu-Mo, Cu-W) are studied by optical spectroscopy techniques. The electron density and the temperature in plasma as initial parameters were used in the calculation of the plasma composition in local thermodynamical equilibrium (LTE) assumption. We used the Saha’s equation for copper, nitrogen, oxygen and W (or Mo) atoms, dissociation equation for nitrogen and oxygen atoms, the equation of plasma electrical neutrality and Dalton’s law as well. So, it would be possible to determine the amounts of metal vapours in plasma.

Методами оптичної спектроскопії визначені радіальні профілі температури та електронної концентрації в плазмі електричної дуги між композиційними електродами на основі міді (Cu-Mo, Cu-W). У припущенні наявності локальної термодинамічної рівноваги для обчислення рівноважного складу плазми в якості базових параметрів використані електронна концентрація та температура плазми. Розв’язувалась система, що складається з рівнянь Саха для атомів міді, азоту, кисню та вольфраму (або молібдену), рівнянь дисоціації для молекул азоту та кисню, рівняння електронейтральності і рівняння, що описує закон Дальтона. Реалізована таким чином методика дозволить визначити вміст парів металів у плазмі.

Методами оптической спектроскопии получены радиальные профили температуры и электронной концентрации в плазме электрической дуги между композиционными электродами на основе меди (Cu-Mo, Cu-W). В предположении наличия локального термодинамического равновесия для расчета равновесного состава плазмы в качестве базовых параметров использованы электронная концентрация и температура плазмы. Решалась система, состоящая из уравнений Саха для атомов меди, азота, кислорода и вольфрама (или молибдена), уравнений диссоциации для молекул азота и кислорода, уравнения электронейтральности и уравнения, описывающего закон Дальтона. Реализованная таким образом методика позволит определить содержание паров металлов в плазме.