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湖北豐熱科技有限公司(原武漢離子熱處理研究所),專業(yè)制造輝光離子滲氮爐的高新技術(shù)企業(yè);是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售安裝輝光離子滲氮爐,并為用戶提供成套的離子滲氮工藝技術(shù)服務(wù)。
在置有板狀電極的玻璃管內(nèi)充入低壓(約幾毫米厷柱)氣體或蒸氣,當兩極間電壓較高(約1000伏)時,稀薄氣體中的殘余正離子在電場中加速,有足夠的動能轟擊陰極,產(chǎn)生二次電子,經(jīng)簇射過程產(chǎn)生更多的帶電粒子,使氣體導(dǎo)電。輝光放電的特征是電流強度較?。s幾毫安),溫度不高,故電管內(nèi)有特殊的亮區(qū)和暗區(qū),呈現(xiàn)瑰麗的發(fā)光現(xiàn)象。離子轟擊工件表面還產(chǎn)生陰極濺射,濺射出鐵離子與氮離子化合形成氮化鐵FeN,F(xiàn)eN重新附著在工件表面,然后分解為Fe2N和Fe3N并放出氮原子向工件內(nèi)擴散。
在陰極附近,二次電子發(fā)射產(chǎn)生的電子在較短距離內(nèi)尚未得到足夠的能使氣體分子電離或激發(fā)的動能,所以緊接陰極的區(qū)域不發(fā)光。而在陰極輝區(qū),電子已獲得足夠的能量碰撞氣體分子,使之電離或激發(fā)發(fā)光。工作氣體被擊穿、電離,并產(chǎn)生等離子體和自持輝光放電,這就是“湯生放電”的基本過程,又稱為小電流正常輝光放電。其余暗區(qū)和輝區(qū)的形成也主要取決于電子到達該區(qū)的動能以及氣體的壓強(電子與氣體分子的非彈性碰撞會失去動能)。
法國的Massines小組、加拿大的Radu小組和俄羅斯的Golubovskii小組對APGD的形成機理也進行了比較深入的研究工作。Massines小組對氦氣和氮氣的APGD進行了實驗研究和數(shù)值模擬 ,除了測量外加電壓和放電電流之外,他們用曝光時間僅10ns的ICCD相機拍攝了時間分辨的放電圖像,用時空分辨的光譜測量記錄了放電等離子體的發(fā)射光譜,并結(jié)合放電過程的一維數(shù)值模擬,他們認為,氮氣中的均勻放電仍屬于湯森放電,而氦氣中均勻放電才是真正意義上的輝光放電,或亞輝光放電。輝光離子滲氮的特點有:可節(jié)約能源和氨的消耗量,電能消耗為氣體氮化的1/2~1/5,氨氣消耗為氣體氮化的1/5~1/20。他們還認為,得到大氣壓下均勻放電的關(guān)鍵是在較低電場下緩慢發(fā)展大量的電子雪崩。