Fundamentos y aplicaciones del soplete de plasma

Fundamentos y aplicaciones del
soplete de plasma
Dr-Ing. HELMUT MEYER
Investigador del Max-Planck-Institut
für Silikatforschung, Würzburg.
RESUMEN
Se explioa la composición de los plasmas y el coTuportamiento de
los gases a varios niveles de temperatura. Se expone brevemente la
variación con la temperatura de las conductividades térmica y eléctrica
de los gases.
Se describen Los sopletes de arco u de alta frecuencia junto con los
principios básicos de su funcionamiento.
Entre los muchos usos de los sopletes de plasnta, se presentan los
siguientes: a) Corte y soldadura de metales, b) Recubrimientos protectores, c) Moldeo de cuerpos sólidos, d) Superficies de elevada resistencia
a la abrasión, e) Formación de microesferas. f) Cermets, g) Reacciones
de síntesis, h) Ensayos de materiales y sistemas.
SUMMARY
The composition of plasmas, and the behaviour of gases at various
temperature levels is explained. A brief account is given on the variation of thermal and electrical conductivities of gases with temperature.
The arc torch and the high frequency torch are described together
with the fundamentals of their operation.
Among the many jises of the plasma torches, the following are
presented : a) Metal cutting and welding^ b) Protective linings, c) Moulding of solid bodies, d) Surfaces of high abrasion resistance, e) Beads
formation, f) Cermets, g) Synthesis reactions, and h) Testing of materials and systems.
I.—Definición de plasma.
Al emplear en lo sucesivo la palabra plasma no nos referiremos a un plasma
en el sentido biológico, sino que, de acuerdo con Langmuir, bajo tal denomi* Conferencia pronunciada durante la VII Semana de Estudios Cerámicos, celebrada
por la Sociedad Española de Cerámica, entre los días 17 y 20 de mayo de 1965.
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nación debemos entender un gas, total o parcialmente ionizado. Para comprender
mejor este concepto consideraremos las variaciones que tienen lugar en el estado
35 10^
FiG. 1.—Composición del plasma de nitrógeno a la presión atmosférica en función de la
temperatura absoluta.
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de una materia al elevar su temperatura, tomando como ejemplo el caso del
nitrógeno.
Cuando aumenta su energía térmica se produce una elevación del movimiento desordenado de sus moléculas. A unos B.OOO^'K comienza la disociación
térmica en átomos de nitrógeno : N2 -> 2 N. La fig. 1 muestra en escala logarítmica la relación que existe entre el número de partículas por cm" y la temperatura absoluta a la presión atmosférica. A medida que continúa la elevación
de temperatura, disminuye el número de moléculas de nitrógeno, aumentando
en cambio el número de átomos individuales, que también empezarán a disminuir a unos 9.000° K por efecto de la ionización que experimentan. En este
momento comienza el estado gaseoso que se conoce con el nombre de plasma
térmico. A temperaturas mayores aumenta el grado de ionización hasta que
aparece una ionización doble y, más adelante, triple. Entre 10 y 100 millones
de grados no existen más que núcleos desnudos, estado que se supone es análogo al que se da en el interior de las estrellas ñjas.
Debido a la disociación e ionización que alcanza el gas, éste adquiere unas
propiedades totalmente distintas de las que le caracterizaban en su estado inicial. Así, en el caso del nitrógeno, su conductividad térmica aumenta bruscamente en la zona inicial de disociación, en contra de lo que ocurre en los gases
monoatómicos como el argón (fig. 2).
FIG. 2.—Conductividad térmica en función de la temperatura.
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SOS
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En mayor medida aún se modifican las propiedades de los gases como consecuencia de su ionización, por lo que se ha considerado al plasma como el cuarto estado de agregación de la materia.
Especialmente significativa es la variación de la conductividad eléctrica (fig. 3). Mientras que el nitrógeno era un buen aislante eléctrico antes de su
25'
10^
^T
°/í
FiG. 3.—Variación del recorrido libre de los electrones XQ y de la conductividad
eléctrica o- del argón y del nitrógeno a la presión atmosférica en función de la temperatura.
ionización, a estas temperaturas se convierte en un conductor eléctrico tan
bueno como los metales. Las demás propiedades, como densidad, calor específico, etc., tampoco varían monótonamente con la temperatura, sino que, debido a la disociación e ionización, se producen ciertas irregularidades, como las
que se aprecian claramente en la relación entre el contenido de energía y la
temperatura, que muestra la fig. 4.
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erg/ cm^
20
25'103of^
^^Temperatura T
FIG. 4.—Contenido de energía de un plasma de
nitrógeno.
IL—Obtención de los plasmas.
Para conseguir un plasma térmico existen diversos procedimientos. Durante
breves instantes pueden alcanzarse temperaturas muy elevadas de hasta millones de grados, por ejemplo, por choques de ondas, explosiones de filamentos metálicos y mediante explosiones nucleares. Sin embargo, para obtener
un plasma estable durante tiempos más largos, por encima de unas 100 horas,
como se requiere en la aplicación práctica de gases a elevadas temperaturas,
existen hasta ahora sólo dos procedimientos: el calentamiento por arco eléctrico y el calentamiento por corrientes de alta frecuencia.
1.—SOPLETE DE ARCO.
A fin de alcanzar temperaturas lo más altas posibles con el arco eléctrico,
se produce un estrechamiento transversal del mismo, bien sea haciéndolo pasar a través de una tobera, sometiéndole a la acción de campos magnéticos o
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basándose en el principio de estabilización en forma de torbellino. Hay que
establecer una distinción entre arco abierto y arco cerrado. En la fig. 5 puede
observarse esta diferencia. A la izquierda se muestra en esquema el principio
Gas
cátodo
de wolframio
Ánodo
abierto
Llama de plasma
cerrado
Arco
FiG. 5.—Arco eléctrico abierto y
cerrado.
de un arco eléctrico abierto. Como cátodo se emplea una varilla de wolframio,
y como ánodo, un metal. La tobera que comprime el arco está constituida por
una pieza de cobre refrigerada. Para estabilizar el arco y mantenerle alejado
de las paredes de la tobera se suele insuflar en ésta un gas tangecialmente, con
lo que se consigue una rotación en forma de torbellino. Este tipo de arco
abierto se emplea, por ejemplo, para el corte de metales. En el caso de un
arco cerrado, como el que puede verse en la fig. 6, que muestra un soplete de
plasma de construcción propia, el arco eléctrico salta dentro de la tobera y
solamente sale al exterior el gas calentado en forma de una llama o chorro de
plasma muy luminoso de varios centímetros de longitud. El chorro emergente
tiene un diámetro considerablemente menor que la abertura de la tobera. El
arco eléctrico se estrecha no sólo por efecto del gas que circula a lo largo de
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las paredes interiores de la tobera, sino que también se contrae por el denominado efecto Pinch. Este puede ser de dos tipos: El primer efecto térmico
Pinch está basado en la aspiración de gas frío en la dirección del eje del arco,
FiG. 6.—Soplete de plasma.
lo cual da lugar a una compresión del gas caliente. El segundo efecto, denominado efecto magnético Pinch, está producido por las propias partículas
cargadas —en este caso, iones y electrones— que se mueven en la misma dirección, atrayéndose entre sí a causa del campo magnético autoinducido. Ambos efectos aumentan adicionalmente la densidad de corriente y, con ello, la
temperatura del plasma. La transformación de la energía eléctrica en energía
térmica se basa, por lo tanto, en que el gas, a elevadas temperaturas, se convierte en un conductor electrónico, que, análogamente a lo que le sucede a un
metal por efecto Joule, se calienta, cediendo después esta energía térmica a su
alrededor.
En nuestro laboratorio hemos medido la distribución de temperaturas en
la llama de plasma, obtenida mediante el empleo de argón a 400 amperios. Las
isotermas resultantes de estas medidas se muestran en la fig. 7.
Como gases pueden emplearse gases nobles, así como nitrógeno, hidrógeno y
mezclas de los mismos. Si se quiere utilizar una mezcla gaseosa análoga en comNOVIEMBRE-DICIEMBRE 1965
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PLASMA
posición a la del aire, hay que pasar una corriente de nitrógeno alrededor del
cátodo de wolframio. La potencia eléctrica del soplete varía, según su uso, de
25 a 5.000 Kw.
30000
20 000''K
32000^
25000^
2000^K
5000
O
10
20
30
40
[mm J
FiG. 7.—Isotermas de un plasma de argón a 400 amperios.
Las posibilidades de empleo del soplete de plasma de arco, que consideraremos con mayor detalle más adelante, se basan en que con él pueden conseguirse :
a) Temperaturas medias variables del gas hasta 17.000° C.
b)
Velocidades del gas hasta de 9.000 m/s.
c) Contenidos térmicos del gas hasta de 76.000 Kcal/Kg. gas, para el hidrógeno.
d)
Y, con ello, valores elevados de transporte de calor hasta 1,7 Kcal/cm^ s.
2.—SOPLETE DE ALTA FRECUENCIA.
Contrariamente al soplete de arco, el de alta frecuencia carece de electrodos. En la fig. 8 se puede ver la sencilla construcción de un soplete de este
tipo. En el interior de la bobina de un generador de alta frecuencia se dispone
un tubo de vidrio de cuarzo abierto por su extremo inferior. Por el otro ex610
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tremo se introduce tangencialmente un gas que se ioniza previamente en las
inmediaciones de la bobina mediante un dispositivo de encendido, y que, tan
pronto como se hace suficientemente conductor, actúa como el bobinado secundario de un transformador y se calienta.
Barra de grafito
J — — E n t r a d a de gas
Tubo de vidrio de sílice
26 mm 0
O — — Bobina
de a l t a
frecuencia
O
o
o
o
L l a m a de
plasmo
FiG. 8.—Esquema de un soplete de plasma
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de alta
frecuencia.
ßH
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Y APLICACIONES
D E L S O P L E T E DE P L A S M A
El gas inyectado actúa en forma de torbellino, estabilizando la llama de
plasma que emerge por el extremo inferior del tubo. La fig. 9 muestra la
distribución de temperaturas medidas por Reed en un plasma de argón. Es
o
-to
Bobina de alta
frecuencia
-10,000 K'
Tubo de vidrio
de silice
42
• Limite visible del
plasma
4 J
-«——
cm
FIG. 9.—Isotermas de un plasma de argón de alta
frecuencia.
necesario adaptar la tensión y la frecuencia al gas empleado y a su flujo. Pueden emplearse gases nobles y también nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Como
ya se ha dicho, no existen electrodos y por eso la atmósfera gaseosa resulta
completamente pura. La cantidad de gas que circula queda limitada entre dos
valores extremos, y, si se sobrepasan estos límites, se apaga el plasma. La
potencia de los generadores de alta frecuencia empleados hasta ahora con este
fin es de 10 a 200 Kw.
Debido a un inadecuado factor de acoplamiento entre la bobina y el gas,
y por otra parte a las pérdidas por radiación térmica, la energía útil de la
llama de plasma resulta sólo una fracción del valor teórico.
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Las ventajas de este soplete frente al de arco son las siguientes: 1.^ Puede
utilizarse cualquier gas excepto flúor. 2.^ La ausencia de electrodos impide su
corrosión, quedando el plasma libre de impurezas. 3.^ En caso de que se desee,
pueden utilizarse velocidades de gas muy pequeñas.
IIL—Aplicación de los sopletes de plasma.
Atendiendo a las características de los dos tipos de sopletes descritos, se
tienen las siguientes posibiHdades de aplicación, que se resumen en el cuadro
de la Tabla L
TABLA L
Diversas aplicaciones del soplete de plasma,
SOPLETE DE ARCO
Tratamiento de
metal
SOPLETE DE ALTA FRECUENCIA
Endurecimiento
Recubrimiento de super- Fusión
ficies
Esferoídizoción
Capas protectoras
Desarrollo de
(Producción de cuerpos
monocristales
de revolución)
Capas de soldadura
Fusión
Reacciones químicas
Esferoidización
Síntesis orgánicas
Síntesis inorgánicas
Corte
Soldadura
Reacciones químicas
Síntesis orgánicas
Síntesis inorgánicas
NVESTIGACION
Ensayo de materiales, túnel de aire
Propulsión para vehículos espaciales
Espectroscopia
1.—CORTE Y SOLDADURA DE METALES.
En el tratamiento de metales con el soplete de plasma de arco hay que
destacar, sobre todo, las operaciones de corte, en las que el metal trabajado
actúa como ánodo. Frente a los métodos normales de corte con soplete oxiacetilénico, hasta ahora empleados, pueden alcanzarse con el soplete de plasma,
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ßl^
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Y
APLICACIONES
DEL
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PLASMA
bajo una potencia de unos 200 Kw., velocidades de corte 20 veces superiores,
con costos considerablemente más pequeños. Debido a la gran velocidad del
gas y a la elevada temperatura del chorro de plasma, el metal de la zona de
corte se volatiliza en su mayoría y es arrastrado por el chorro. Las superficies
de corte resultan, en casi todos los casos, de calidad excepcionalmente buena,
por lo que no es necesario someterlas a ningún tratamiento posterior. Actualmente se intenta reemplazar el nitrógeno por aire comprimido, más barato.
Por otra parte, esto tiene el inconveniente de que hay que renovar el cátodo
de wolframio cada pocas horas por culpa de su oxidación.
Empleando un microsoplete de plasma se ha conseguido recientemente soldar chapas de pocas milésimas de milímetro de espesor. Esta aplicación ofrece
especial interés en la industria eléctrica. El endurecimiento de superficies metálicas no se ha generahzado todavía industrialmente, porque hasta ahora no
ha sido posible conseguir en la pieza trabajada la uniformidad de textura
requerida.
2.—^RECUBRIMIENTOS PROTECTORES.
Para la protección de superficies se emplean recubrimientos por metales,
óxidos refractarios u otros materiales cerámicos depositados por proyección.
Estas capas aumentan la resistencia del material de base contra ataques mecánicos, térmicos y químicos. Para ello se lleva, mediante un gas portador, el
material protector en forma de polvo hasta el chorro de plasma. Las partículas
de polvo funden en un tiempo inferior a una milésima de segundo y son proyectadas sobre el soporte a recubrir, donde se enfrían formando una capa
relativamente compacta (fig. 10). Algunos productos que, por culpa de su elevado punto de fusión, no era posible fundir en el seno de una llama química
y otros que, como los carburos, nitruros y boruros, resultaban inestables en
la atmósfera de dicha llama, pueden trabajarse ahora en un plasma formado
por gases nobles.
3.—FORMACIÓN DE PIEZAS.
El soplete de plasma permite no sólo obtener capas protectoras, sino también formar piezas constituidas exclusivamente por el material proyectado.
Para ello la proyección se efectúa sobre un molde en rotación, disolviéndose
a continuación dicho molde en un ácido. La pieza así obtenida se sinteriza en
un horno para aumentar su compacidad. Algunas firmas americanas preparan
por este procedimiento toberas para cohetes, crisoles de alta temperatura y
piezas especiales para aparatos electrónicos y para instalaciones de rayos X.
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FIG. 10.—Proyección de un
recubrimiento.
4.—SUPERFICIES RESISTENTES A LA ABRASIÓN.
Cuando se quieren obtener capas de soldaduras se utiliza el arco abierto,
haciendo que la pieza que actúa de ánodo funda superficialmente. Simultáneamente se hace llegar al chorro de plasma una mezcla en polvo de un abrasivo,
como carburo de wolframio, y un aglomerante metálico que funde conjuntamente con el material soporte. En este caso, a diferencia de lo que sucedía
en las capas obtenidas por proyección, tiene lugar una unión metálica mucho
más íntima. Las superficies de este tipo presentan una extraordinaria resistencia a la abrasión, por lo que encuentran aplicación, por ejemplo, para proteger las cabezas de las válvulas sometidas a elevadas exigencias mecánicas.
5.—FORMACIÓN DE MICROESFERAS.
El soplete de plasma también permite preparar de una manera sencilla esferitas de metales o de óxidos metálicos, haciendo llegar a la llama de plasma
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SIS
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partículas del correspondiente tamaño que funden y enfrían después durante
su caída libre. Las esferas superiores a 0,5 mm. se obtienen mejor por fusión
de una barra. La fig. 11 muestra bolas de óxido de aluminio, de alrededor de
1 mm. de diámetro, así preparadas. Haciendo vibrar un recipiente que contenga bolas de una granulometría adecuada, por ejemplo, con esferas de cuatro diámetros diferentes, pueden conseguirse densidades de empaquetamiento
del 95 por 100 que, por prensado mecánico de partículas no esféricas, sería
imposible alcanzar. A una densificación más avanzada se llega, por ejemplo,
por golpeo mecánico. Este procedimiento es el que se usa en la preparación
de elementos combustibles de óxido de uranio para reactores nucleares.
6.—CERMETS.
Las esferas así obtenidas se pueden emplear para la preparación de cermets
de estructura determinada, como son los elementos de óxido de uranio. Incrustando las partículas del combustible nuclear en un lecho metálico, se mejora
FiG. 11,—Esferas
ß l ß
de Al.O,, de '^> / milímetro de
diámetro.
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notablemente la conductividad térmica, entre otras propiedades. La matriz
metálica impide, además, la salida de los gases radiactivos liberados en la escisión nuclear del elemento combustible, llegando a hacer incluso innecesaria la
envoltura exterior. La conductibilidad térmica puede en algunos casos elevarse
de tres a ocho veces, con lo que se consigue una economía del reactor mucho
más favorable, pues, debido al pequeño gradiente térmico que se establece de
dentro afuera, no se requieren elementos de combustión de exigencias térmicas
tan elevadas, lo que permite un aumento de la temperatura del reactor. Puesto
que tratándose de cermets se quieren alcanzar en el centro de los elementos
de combustión temperaturas de hasta LBOO^'C, sólo pueden utilizarse para la
matriz metales de elevado punto de fusión. En la fig. 12 puede verse uno de
los cermets obtenido por nosotros. Para su confección preparamos primero
bolitas de 100 mieras de diámetro por esferoidización en un chorro de plasma.
Las condiciones de fusión las elegimos de tal manera, que el espacio interior
medio de estas esferas resultara aproximadamente de un 12 por 100, a fin de
que en él pudiera quedar ocluido el gas liberado en la escisión nuclear. A continuación se recubrieron dichas esferitas por una capa de molibdeno depositada en fase de vapor y se sometieron a vibración en un recipiente adecuado.
Para poder mantener la proporción de metal lo más baja posible, los huecos
libres que quedaban en el empaquetamiento de las esferas se rellenaron también por vibración con esferitas metalizadas de 7 a 10 mieras de diámetro. El
conjunto se prensó en caliente a la temperatura de l.óOO^'C. Como puede observarse en el corte, las pequeñas esferas están parcialmente sinterizadas. La
fase más clara corresponde a la matriz formada por un 20 por 100 de molibdeno, que actúa como conductor térmico.
7.—REACCIONES DE SÍNTESIS.
El soplete de plasma resulta también un instrumento ideal para llevar a
cabo reacciones de síntesis, homogéneas y heterogéneas, a elevadas temperaturas. Hay que distinguir dos tipos de reacciones químicas: El primer tipo
comprende las que se verifican dentro de la zona de temperaturas entre
S.OOO'^ y 8.000^ K, donde las moléculas son todavía estables. Las composiciones
cuyo equilibrio se ha alcanzado a elevadas temperaturas pueden congelarse por
enfriamiento brusco, evitándose así el desplazamiento de la reacción en sentido inverso. A este grupo pertenecen los productos metastables como acetileno, cianógeno, ácido cianhídrico, cuyas condiciones de preparación mediante
un soplete de plasma ya han sido estudiadas. Cabe suponer que existan aún
muchos otros compuestos endotérmicos estables a elevadas temperaturas y
metastables a la temperatura ambiente, hasta ahora desconocidos, porque antes
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ßj^
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Y
APLICACIONES
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SOPLETE DE
PLASMA
de la existencia del soplete de plasma no hayan podido sintetizarse. El segundo
tipo de reacciones comprende aquéllas, que se llevan a cabo por encima de
los 8.000° K y en las que las partículas no son estables una vez enfriadas a la
temperatura ambiente. En este caso no puede congelarse la composición de
equilibrio, porque las moléculas activas se recombinarían. Dentro de este grupo hay que citar los compuestos órgano-metálicos y los alquilsilanos, la polimerización de radicales orgánicos, así como una larga serie de combinaciones
entre iones y entre iones y moléculas aún sin investigar. Como tales sistemas
poseen por encima de S.OOO'^ C una energía enormemente elevada, puede llegar
a formarse casi cualquier molécula imaginable, con tal que la reacción sea
termodinámicamente posible. Dentro del sistema H-O-C-N se han conseguido
obtener amino-ácidos y otros compuestos complejos por descargas eléctricas
y por irradiación con electrones. Al primer tipo de reacciones pertenece también la preparación de óxidos nitrogenados y de ácido nítrico. La autocombustión del aire, es decir, la reacción entre el nitrógeno y el oxígeno que lo integran, haciendo pasar aire a través de un arco eléctrico, tal como antes se
FiG. 12.—Sección de un cermet
618
(X100)
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HELMUT
MEYER
hacía, ha sido relegada, debido al elevado gasto de energía eléctrica, ante las
ventajas que ofrece el método de oxidación del amoníaco. Su elevado costo
se debía al escaso rendimiento en óxido de nitrógeno. Sólo cabe esperar mejores rendimientos a partir de la curva de equilibrio si el aire se calienta a
5.000° K o por encima de esta temperatura en vez de a 2.700° K, como se venía
haciendo hasta ahora, con un rendimiento del 3 por 100 en volumen aproximadamente. En las condiciones anteriores no era posible enfriar tan bruscamente, hasta por debajo de la temperatura de descomposición a 700° K, el NO
formado. Actualmente está en estudio la utilización del soplete de plasma en
este proceso. Para ello debe hacerse llegar al soplete aire comprimido que, después de ser calentado, se expansiona en una tobera de Laval, con lo que se
consiguen velocidades de enfriamiento de 10^ grados/s. Otras síntesis que se
vienen estudiando son las de nitruros y carburos altamente refractarios. Una
firma alemana prepara con soplete de plasma desde hace algún tiempo nitruros de titanio, aluminio, boro y silicio. Para su obtención se incorporan a un
plasma de nitrógeno los cloruros de los correspondientes elementos, con un
exceso de amoníaco. Junto a los nitruros se forma cloruro amónico. Los nitruros se obtienen en forma microcristalina y con una estequiometría perfecta.
8.—APLICACIONES DIVERSAS.
Dentro de la investigación se utiliza el soplete de plasma, entre otros métodos, para el ensayo de los materiales componentes de cohetes y vehículos
espaciales. Para estudiar su resistencia al choque térmico, por ejemplo, se somete periódicamente la pieza a la acción del chorro de plasma hasta que se
produce su rotura. Equipos de plasma de la máxima potencia, o sea, dentro del
orden de megawatios, se utilizan para conseguir rápidas corrientes de gas en
los túneles de aire, en los que se simulan las condiciones de reentrada del
vehículo en la atmósfera. Por medio de una tobera de Laval se invierte la
energía térmica del chorro de plasma en aumentar su energía cinética, alcanzándose, una vez que se ha enfriado en la cámara de vacío, velocidades de
hasta 20 veces la del sonido.
También se estudian las posibilidades del soplete de plasma para la impulsión de vehículos espaciales. El problema principal del movimiento en el
espacio estriba en conseguir, con la menor masa posible, la máxima impulsión.
En virtud de la ley de la conservación de la cantidad de movimiento, resulta
que hay que impulsar esta masa con la mayor velocidad posible. La energía
eléctrica necesaria para conseguir el chorro de plasma, cuyos iones deben ser
acelerados mediante un campo eléctrico, la proporciona un reactor nuclear
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FUNDAMENTOS Y APLICACIONES DEL SOPLETE DE PLASMA
incorporado, de una potencia de unos 10 Kw. En el campo de la espectroscopia
también ha hecho su aparición la llama de plasma, que ha servido para descomponer térmicamente los compuestos más estables y excitar para su emisión
el vapor formado.
En algunas aplicaciones el soplete de plasma de alta frecuencia aventaja
al de arco. La menor velocidad de gas en aquél permite un mayor tiempo de
permanencia de las partículas introducidas en su llama, con lo que éstas pueden alcanzar o bien temperaturas más elevadas o diámetros mayores, a igualdad de consumo eléctrico, con el soplete de alta frecuencia. Los óxidos con
elevada tensión de disociación a su temperatura de fusión, como, por ejemplo,
el MgO, no pueden fundirse, sin sufrir descomposiciones, en un soplete de
arco, que trabaja siempre en una atmósfera exenta de oxígeno. En el de alta
frecuencia existe, sin embargo, la posibilidad de rebajar su disociación incorporando oxígeno, y así preparar esferas de MgO. También en el desarrollo de
monocristales hay que trabajar con algunos óxidos bajo elevada presión parcial de oxígeno. Así, Reed tuvo que utilizar un plasma con oxígeno para la
preparación de monocristales de óxido de circonio estabilizados. La atmósfera
muy pura del soplete de alta frecuencia evita la impurificación de los monocristales.
B I B L I O G R A F Í A
I.—Fundamentos:
W. FiNKELNBURG y H. MAECKER, ''Elektrische Bögen und thermisches Plasma", Handbuch
der Physik, Band XXII, Springer-Verlag, Beriin, 1956.
R. BRÜCKNER, "Spektroskopische Temperaturmessungen oberhalb 3.500° C und Bestimmung
der Temperaturverteilung eines Plasmabrenners bei Atmosphärendruck", Ber. Dtsch.
Keram. Ges. 40 (1963), 603-614.
H. MEYER, "Ein Plasmabrenner für den Laborgebrauch", Electrowärme 20 (1962), 230-235.
11.—Aplicaciones:
Report MAB-167-M: Development and possible applications of plasma and related high-temperature generating devices. Nat. Acad. Sei., Washington, D. C , 1960.
La chemie des hautes temperatures. Les chalumeaux et fours a plasma et leur?
applications. Editions du Centre National de la Recherche Scientifique, Paris, 1963.
R. R. JOHN y W. L. BADE, "Recent advances in electric arc plasma generation technology",
ARS-I (1961), 4-17.
a)
Tratamiento de metales:
A. R. Moss y W. J. YOUNG, "The role of arc-plasma in metallurgy". Powder Metallurgy 7 (1964) 261-289.
J. A. BROWNING, "Thermal-air cutting". Welding J. May 1962.
b) Fusion :
H. BILDSTEIN, "Über die verschiedenen Arten des Rundschmelzens". Ber. Dtsch.
Keram. Ges. 41 (1964), 108-111.
H. MEYER, "Über das Schmelzen von Pulvern im Plasmastrahl", ibid., 112-119.
ß20
BOÍ • SOG. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.'^ 6
HELMUT MEYER
c)
Síntesis :
H. HARNISCH, G. HEYMER y E. SCHALLUS, ''Anorganische Reaktionen m i t im Lichtbogen
erhitzten Gasen". Chemie Ing-Technik 35 (1963), 7-10.
C. W. MARYNOWSKI, R . C . P H I L L I P S ,
J. R . P H I L L I P S y N . K. H I E S T E R ,
"Termodynamics
of selected chemical systems potentially applicable t o plasma jet synthesis". I n d .
Eng. Chem. Fundamentals 1 (1962), 52-61.
d)
Investigación
:
H. A. STINE, " T h e hyperthermal supersonic aerodynamic tunnel. Proceedings of an
International Symposium o n High Temperature Technology". Butterworth, Washington 1964.
Soplete
de alta frecuencia :
Th. B. REED, "Induction-coupled plasma torch". J. Appl. Phys. 32 (1961), 821-824.
"Growth of refractory crystals using t h e induction plasma torch". Ibid., 25342535.
H. J. HEDGER y A. R. HALL, "Preliminary observations on t h e use of the induction-coupled
plasma torch for t h e preparation of sjpherical powder". Powder Metallurgy n.° 8 (1961),
65-72.
NOVIEMBRE-DICÍEMBRE 1965
621
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