Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Pierre FAUCHAIS : Professeur - SPCTS (Science des procédés céramiques et des traitements de surface) - CNRS UMR 6638 - Université de Limoges-Faculté des sciences
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les plasmas thermiques (cf. dossier Plasmas thermiques : aspects fondamentaux), à la pression atmosphérique ou à son voisinage (c’est-à-dire de 10 à 500 kPa), peuvent être produits à des puissances comprises entre quelques centaines de watts, par exemple pour le micro-découpage, et un peu plus d’une centaine de megawatts pour les fours métallurgiques à courant continu. Ils couvrent donc un très large domaine d’applications : découpage ou soudage des pièces métalliques, traitements de surface et dépôts, métallurgie extractive, refusion-purification des métaux, sphéroïdisation et purification des particules, analyse chimique, chauffage des répartiteurs de coulée, chimie, synthèse de poudres nanométriques ou ultrafines, fabrication des pièces de forme, traitement des déchets.
Dans cette présentation nous vous proposons de décrire les différents types de torches utilisées industriellement dans les applications citées.
Pour de plus amples renseignements sur les plasmas thermiques, et en particulier sur la théorie des plasmas, le lecteur est invité à consulter dans cette base de données, et du même auteur, la référence de la bibliographie : Plasmas thermiques : aspects fondamentauxPlasmas thermiques : aspects fondamentaux.
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- Version archivée 1 de mars 1990 par Pierre FAUCHAIS
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Plasmas RF1. Techniques de production des plasmas thermiques
Il existe deux grandes techniques de production des plasmas thermiques à la pression atmosphérique ou à son voisinage : les torches radiofréquence RF et les arcs à courant continu (en anglais direct current DC) soit soufflés soit transférés. Les paramètres clefs des dispositifs de production des plasmas sont les suivants.
-
Rendement thermique de la torche
![]()
Il quantifie la puissance dissipée dans le gaz :
![]()
![]()
avec :
- P :
- puissance dissipée dans la torche (W)
- Qo :
- pertes dues à son refroidissement (W).
Sa valeur varie, suivant les conditions de fonctionnement des torches, entre 15 % et 95 % ; cependant les valeurs au-dessous de 50 % correspondent à des conditions de fonctionnement très particulières.
-
Rendement de couplage avec la source
![]()
Il s’exprime par :
![]()
Pour les sources de courant continu, ρc est de l’ordre de 95 % mais, pour les sources radiofréquence, ρc ≈ 70 %.
-
Température minimale des gaz pour avoir un plasma
Quel que soit le dispositif utilisé, compte tenu des conductivités électriques des plasmas à la pression atmosphérique ou à son voisinage, le courant ne peut passer que si la température du plasma (sauf pour l’hélium pur, où...
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Techniques de production des plasmas thermiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FAUCHAIS (P.) - Plasmas thermiques : aspects fondamentaux. - Plasmas thermiques : aspects fondamentaux. Base documentaire « Convertisseurs et machines électriques » (2005).
-
(2) - PATEYRON (B.) - * - Software of thermodynamic and transport properties (ADEP data). http://ttwinner.free.fr
-
(3) - ECKERT(H.U.) - The induction arc: a state of the art review. - High Temp., 6, p. 99 à 134 (1974).
-
(4) - BOULOS (M.I.) - The inductively coupled R.F. plasma. - Pure and Appl. Chem. 57, p. 1321-1352 (1985).
-
(5) - BOULOS (M.I.) - Radio-frequency plasma developments, scale-up and industrial applications. - J. High Temp. Chem. Proc., 1, p. 401-411 (1992).
-
(6) - BOULOS (M.I.) - The inductively coupled radio frequency plasma. - J. High Temp. Mat. Proc., 1, p. 17-39 (1997).
- ...
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