Рассмотрен процесс конденсации многокомпонентной парогазовой смеси в плазме сварочного факела на примере совместной конденсации паров железа и кремния. Показано, что конденсация каждого из веществ вызывает изменение концентрации электронов в ионизированной среде и, соответственно, изменение зарядов первичных частиц и формирующихся зародышей, что оказывает обратное воздействие на процесс конденсации. Продемонстрирована возможность конденсации паров кремния на зародышах железа и описан механизм образования слоистых частиц.Рассмотрены процессы роста и коалесценции зародышей, образующихся в плазме сварочного аэрозоля в результате гетерогенной иониндуцированной нуклеации. Показано наличие интенсивной перекачки атомов конденсирующегося вещества из газовой фазы в конденсированную фазу, обусловленной коалесценцией зародышей. Этот процесс приводит к уменьшению пересыщения пара конденсирующегося вещества в паровоздушной смеси, прекращению нуклеации и началу бимодальной коалесценции. В результате, к моменту фазового перехода капель из жидкого состояния в твердое, формируется бимодальное распределение первичных частиц ТССА по размерам - частицы, образующиеся из капель: с малой степенью ассоциации зародышей (внутримодовая коалесценция) и с большой степенью ассоциации зародышей, в результате их продолжительной коалесценции (внутримодовая и межмодовая коалесценции).Рассмотрен процесс конденсации многокомпонентной паровоздушной смеси в плазме сварочного аэрозоля. Показано, что конденсация элементов с высоким давлением насыщенного пара (Si, Mn, Ca) происходит в условиях их недосыщения в паровоздушной смеси и приводит к существенному изменению элементного состава первичных частиц. Интенсивный рост зародышей происходит, в основном, за счет их коалесценции и в результате формируется бимодальное распределение первичных частиц по размерам. Экспериментально определены структурно-адсорбционные характеристики образцов ТССА, образующегося при использовании электродов АНО-4 и УОНИ 13/45 и проведено сравнение их удельной поверхности с результатами расчета.Рассмотрено поведение пылевой плазмы в процессе коагуляции первичных частиц, сформированных в результате образования и роста зародышей в конденсирующемся высокотемпературном паре. Анализ проведен на примере термической плазмы сварочного аэрозоля, образующейся при использовании электродов с карбонатно-флюоритовым покрытием. Показано стремление термической плазмы сварочного аэрозоля к самоорганизации и формированию упорядоченных пространственных структур первичных частиц. Концентрация нано-размерных первичных частиц в таких структурах много выше, чем при равномерном пространственном распределении, что способствует их быстрой коагуляции. Коагуляция частиц размером более 10 нм в кластерные агломераты происходит в течение всего времени остывания системы до температуры окружающего воздуха. Коагуляция частиц диаметром 2 нм происходит в две стадии: вначале, формируются цепочечные кластеры, которые затем объединяются с кластерными агломератами. В результате, конечные агломераты (ингаляционные частицы сварочного аэрозоля) имеют бимодальное распределение по размерам.

  Повний текст PDF - 1.528 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"