Розрахунок параметрів іскрової плазми та інтенсивності спектральних ліній з електродами із високоентропійного сплаву AlCrFeCoNiCu

Анотація

Чисельними методами розраховано вплив швидкості випаровування електродів з високоентропійного сплаву AlCrFeCoNiCu та потужності розряду на параметри іскрової плазми в повітрі ― температуру, електронну концентрацію, ефективний потенціал іонізації, швидкість розповсюдження факелів парів металів, тиск на осі розряду. За допомогою розробленої математичної моделі та комп’ютерної програми, що її реалізує, знайдено самоузгоджене рішення системи нелінійних рівнянь, котрі описують склад плазми за умов локальної термодинамічної рівноваги. Температуру розраховано з рівняння балансу енергії електронів за допомогою залежності перерізів непружніх зіткнень від температури, рівняння переносу частинок на осі розряду та тиску в струмовому каналі з урахуванням пінч-ефекту. Встановлено, що залежності концентрації частинок та інтенсивності спектральних ліній від потужності розряду та швидкості випа¬ровування електрода мають різний характер для частинок та ліній, які вони випромінюють. Результати розрахунків добре узгоджуються зі значеннями вимірювання температури та електронної концентрації. Модель може бути використана для цілей емісійного спектрального аналізу нових сплавів та спектральної діагностики електричної ерозії електродів.