在科學(xué)技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多的發(fā)生器有電弧等離子體發(fā)生器（又稱等離子體噴槍、電弧加熱器）、工頻電弧等離子體發(fā)生器、高頻感應(yīng)等離子體發(fā)生器、低氣壓等離子體發(fā)生器、燃燒等離子體發(fā)生器五類。zui典型的為電弧等離子體發(fā)生器、高頻感應(yīng)等離子體發(fā)生器、低氣壓等離子體發(fā)生器三類。它們幾類等離子體發(fā)生器的放電特性分別屬于弧光放電等離子體發(fā)生器、高頻感應(yīng)弧光放電等離子體發(fā)生器和輝光放電等離子體發(fā)生器等類型。

電弧等離子體發(fā)生器又稱電弧等離子體炬，或稱等離子體噴槍，有時(shí)也稱電弧加熱器。它是一種能夠產(chǎn)生定向"低溫"（約2000～20000開）等離子體射流的放電裝置，已在等離子體化工、冶金、噴涂、噴焊、機(jī)械加工和氣動(dòng)熱模擬實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。這類等離子體發(fā)生器通過(guò)陰、陽(yáng)極之間的弧光放電，可產(chǎn)生自由燃燒、不受約束的電弧，稱為自由電弧，它的溫度較低（約5000～6000開），弧柱較粗。當(dāng)電極間的電弧受到外界氣流、發(fā)生器器壁、外磁場(chǎng)或水流的壓縮，分別造成氣穩(wěn)定弧、壁穩(wěn)定弧、磁穩(wěn)定弧或水穩(wěn)定弧，這時(shí)弧柱變細(xì)，溫度增高（約10000開）,這類電弧稱為壓縮電弧。無(wú)論哪種壓縮方式，等離子體發(fā)生器物理本質(zhì)都是設(shè)法冷卻弧柱邊界，使被冷卻部分導(dǎo)電性降低，迫使電弧只能通過(guò)中心狹窄通道，形成壓縮弧。

電弧等離子體發(fā)生器的等離子體炬主要由一個(gè)陰極(陽(yáng)極用工件代替)或陰、陽(yáng)兩極，一個(gè)放電室以及等離子體工作氣供給系統(tǒng)三部分組成。等離子體炬按電弧等離子體的形式可分成非轉(zhuǎn)移弧炬和轉(zhuǎn)移弧炬。非轉(zhuǎn)移弧炬中,陽(yáng)極兼作炬的噴嘴;而在轉(zhuǎn)移弧炬中，陽(yáng)極是指電弧離開炬轉(zhuǎn)移到的被加工工件。當(dāng)然也有兼?zhèn)滢D(zhuǎn)移弧和非轉(zhuǎn)移弧的聯(lián)合式等離子體炬。

電弧等離子體炬由于陰極損耗，必然使等離子體中混入陰極材料。根據(jù)不同的工程需要，可選用損耗程度不同的材料作陰極。如要陰極損耗盡可能小，一般采用難熔材料，但具體選擇材料時(shí)應(yīng)考慮到所使用的工作氣種類。如工作氣為氬、 氮、氫-氮、氫-氬時(shí)，常用鈰-鎢或釷－鎢作陰極；工作氣為空氣或純氧時(shí)，可用鋯或水冷銅作陰極。

工業(yè)上應(yīng)用的電弧等等離子體發(fā)生器的主要技術(shù)指標(biāo)是功率、效率和連續(xù)使用壽命。一般其輸出功率范圍為10～10瓦,效率較高(約為50%～90%)，使用壽命受電極壽命限制。由于電極受活性工作氣（氧、氯、空氣）的侵蝕,炬的連續(xù)壽命一般不超過(guò)200小時(shí)；備有補(bǔ)充電極的電弧等離子體發(fā)生器，壽命可達(dá)數(shù)百小時(shí)。目前制造新型的、可在高壓強(qiáng)（≤1.01×10帕）和低壓強(qiáng) (≤1.33帕)下工作的電弧等離子體發(fā)生器以及三相大功率電弧等離子體發(fā)生器的條件已基本成熟。等離子體射流溫度范圍約在3700～25000開（取決于工作氣種類和功率等因素）,射流速度范圍為1～10米/秒。

高頻感應(yīng)等離子體發(fā)生器又稱高頻等離子體炬，或稱射頻等離子體炬。它利用無(wú)電極的感應(yīng)耦合，把高頻電源的能量輸入到連續(xù)的氣流中進(jìn)行高頻放電。高頻等離子體發(fā)生器及其應(yīng)用工藝有以下新特點(diǎn)：

①只有線圈，沒(méi)有電極，故無(wú)電極損耗問(wèn)題。發(fā)生器能產(chǎn)生極純凈的等離子體，連續(xù)使用壽命取決于高頻電源的電真空器件壽命，一般較長(zhǎng)，約為2000～3000小時(shí)。在等離子體高溫下，由于參加反應(yīng)的物質(zhì)不存在被電極材料污染的問(wèn)題,故等離子體發(fā)生器可用來(lái)煉制高純度難熔材料,如熔制藍(lán)寶石、無(wú)水石英，拉制單晶、光導(dǎo)纖維、煉制鈮、鉭、海綿鈦等。

②高頻等離子體流速較低（約0～10米/秒），弧柱直徑較大。近年來(lái)，等離子體發(fā)生器已廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，便于作大量等離子體過(guò)程試驗(yàn)。工業(yè)上制備金屬氧化物、氮化物、碳化物或冶煉金屬時(shí)，反應(yīng)物在高溫區(qū)停留時(shí)間長(zhǎng)，使氣相反應(yīng)很充分。

根據(jù)電源與等離子體耦合的方式不同，高頻等離子體炬可分為：電感耦合型、電容耦合型、微波耦合型和火焰型。高頻等離子體炬由三部分組成：高頻電源、放電室、等離子體工作氣供給系統(tǒng)。后者除了供軸向工作氣外,還像電弧等離子體炬氣穩(wěn)弧一樣,切向供入旋轉(zhuǎn)氣流以冷卻并保護(hù)放電室壁(通常用石英或耐熱性較差的材料)。

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