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1、等离子体表面热处理过程参数的测量余琼蓉等离子体表面热处理过程参数的测量!"#$#%&’(#)#*+,-.(,/#&&.%(%)#+#(&0*1#%+!(#%+)#*+-,(2’(-%/#,-.3%&)%余琼蓉（华中科技大学研究生院，武汉!"##$%）关键词：等离子体热处理测量仪表现状发展方向系，特别是温度、气压、流量之间的相互关系。下面以!"#$%&’(：)"*&+&"*+,"-+.%&/0*(,*1"*(2&3-43-(+&2,"-+离子渗氮为例简单的介绍于下：52&&"-+(+*+2(6"7"0%/3-483&82,(+*-8"(!等离子体的物理概念摘要通过对等
2、离子体表面热处理技术中各工艺参数的信号所谓等离子体是指一种电离气体，它是由离子和分析，提出了对测量仪表的要求和选用标准，同时指出了目前我中性粒子组成的集合体，整体呈中性，处于由带电粒子国该处理工业中测量仪表的现状以及今后发展的方向。组成的电离状态，称为物质的第四态。等离子体的获9:(+&*8+&’()*+,-.)/01(2’,*34(5-6-7(1(6)*,’(-116(-17(,1/0)468得有多种方法。等离子体的性质有：等离子体在宏观0-2(/05.-)7--6(-,-.9:(;-,;1’(6(34*6(7(,1)-,;1’()1-,;-6;/0)(8.(21
3、*/,/07(-)46*,+*,)1647(,1)-6()1-1(;<&’(2466(,1)1-14)-,;;(=(.8上是电中性的；具有很高的导电率；带电粒子在气体中/5*,+2*6247)1-,2()/01’(7(-)46*,+*,)1647(,1)0/6)4>?(2156/2())*,+运动。因此，等离子体是一个完整的物理体系。*,;4)169*,@’*,--6(56()(,1(;<"等离子体中的化学反应等离子体中的反应有带电粒子与中性粒子之间的;引言碰撞反应（如电子与分子的碰撞）；复合反应（如阳离子等离子体热处理技术在工业中的应用，从A#年代与电子的复合，以
4、及已分解的原子的复合）；电荷转移等离子渗氮到目前的离子沉积、离子渡、离子渗、离子和电子捕获等，如卤素、氧等亲和力比较大的原子，可注入等表面改性技术，已成为国内外普遍重视的热门以捕获电子使自身成为负离子：技术，其对提高产品质量、节约能源、降低劳动强度、提@.B!!@.C高效率、减少环境污染都有着十分重要的意义。这一由于低压等离子体中的化学反应十分复杂，其机综合性的应用技术涉及到放电物理、真空、化学、电子理现在还不很清楚，所以等离子体热处理的实践实际学、材料科学等多门边缘学科技术，目前已广泛用于机上远超过其理论研究。械、冶金、交通、轻工、电子、航天等各个部门，取得了良#
5、气体放电的伏安特性曲线好的效益。但是，对于这一门技术应用质量好坏紧密相关的工艺参数电信号的测量与仪表的选择，却一直没有受到应有的重视。目前，等离子体的热处理过程的机理还没有一个比较满意的解释，这一事实也在一定程度上加大了测量的研究难度。而没有准确的工艺参数的测量与信号处理，就根本谈不上工艺的自动化图$气体放电特性曲线技术的良好应用，从而限制了这一技术的应用。阴阳极间气体放电不符合欧姆定理。其伏安<等离子体表面热处理自动控制系统中信号特性曲线如图$所示。其中，"点以前称非自持放电，的特点及对测量仪表的要求"点以后为自持放电。"点电压称点燃电压，在气体性质、电极材料、温
6、度一定时，"点电压与气体气压#<<<等离子体表面热处理自动控制系统中信号的特点和阴阳极间距离$的乘积有关。%&为正常辉光放电分析等离子体表面热处理自动控制系统中信号的区。&’为异常辉光放电区，渗氮炉及等离子气相沉特点，首先要对等离子体表面热处理的基本工作原理积炉主要用的就是这一段。这时，辉光覆盖整个工作有所了解，弄清工艺过程中各工艺参数之间的相互关极（阴极），在正离子的轰击下均匀地加热。电流的大万方数据$《自动化仪表》第&&卷第(期&$$"年(月小由渗氮或沉积时不同工作所需的最佳温度决定，是一定的条件下，可由供电电源设备进行控制。可以控制的。!"段为弧光放电区，如果
7、工作表面是!$$等离子体表面热处理自动控制系统对测量仪表清洁的，则!点的电压、电流均很高，使阴极在离子轰的要求击下达到很高的温度，产生显著的热电子发射或金属目前我国这一工业领域中，由于具有断续（时间不气化时，才会过渡到弧光放电区。弧光放电时，电流迅长）测量特点，常用测量仪表不能较好地满足工艺的要速增大而电压降至几十!，放电在阴极表面某一小区求。为此提出等离子体表面热处理工艺对测量仪表的域与阳极之间进行，大量的正离子轰击一个极小区域，要求如下：瞬间使阴极因高温而熔化损坏。所以，在实际处理过"各参量的测量值要求能不相互影响；程中，不允许有打弧现象产生（清洗阶段除外）
