等離子冶金

等離子冶金

等離子冶金是以等離子流作為熱源的冶金過程。

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等離子流作為熱源的冶金過程。等離子槍是20世紀50年代開始出現的一種高溫熱源裝置,它將電能轉變為定向等離子射流中的熱能。它的工作原理是:在一個緊縮的空間產生電弧,同時將一種氣體或氣體混合物從一個小孔以高速噴射出,穿過這個空間而成為等離子射流。等離子射流主要由陽離子和電子組成,也含有未電離的分子或原子。作為熱源,等離子射流具有下列重要特點:由於氣流的作用,電弧穩定;因為射流橫斷面很小,熱量高度集中,可以達到非常高的溫度。已有等離子槍的工作溫度約在5000~20000℃之間。
等離子冶金的實驗裝置見圖。等離子槍可以用惰性氣體(氬),還原性氣體(氫)及兩者的混合物或其他氣體作為介質,從而達到各種不同的冶金目的。例如用惰性氣體等離子射流,可以熔煉高熔點金屬、活潑金屬,並對金屬或合金(如鋼)進行提純。用氫或含氫氣體作介質,可以從氧化物獲得金屬(鐵、鋁、鈷、鈮、鉭、鋯、鎢等)。等離子射流還可用於分解羰基鎳,得到極細的鎳粉;從金屬鹵化物得到金屬或其氧化物(如鈦、二氧化鈦)等。目前除用等離子射流進行鋼的二次重熔已有工業應用外,其他冶金用途大多還處於研究發展階段。