プラズマ熱処理(ぷらずまねつしょり) [h26]
グロー放電によるプラズマを用いる熱処理の総称をプラズマ熱処理といいます。
これには、プラズマ浸炭・プラズマ窒化があり、いろいろな熱処理に応用されています。
熱処理でいう「プラズマ」は、気体分子が陽イオンと電子に電離した状態のことをいいます。
その状態を作り出すには、品物を容器内に入れて、真空に近い状態まで減圧してから、品物を陰極(マイナス極)にして ~1000V程度の電圧をかけると電子が電離している状態になります。
自然界のプラズマ状態は、太陽の内部、雷、オーロラなどでプラズマ状態になる場合があるのですが、この状態は高エネルギーの状態であり、このプラズマの高エネルギーを利用するのが「プラズマ熱処理」です。
これには、プラズマの熱だけで加熱して処理する場合や、補助的に品物の温度を別に上げる場合などもあって、加熱の様式は様々のようです。
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例えば「プラズマ窒化」と呼ばれる熱処理は、減圧した容器内でプラズマ放電を利用して500℃程度の温度で鋼に窒素を反応させて表面を硬化するなどの処理をいいますが、プラズマ放電時に発生する熱を利用して品物の温度を上げるタイプの装置とともに、ヒーターなどの補助装置で加熱して窒化処理をする装置などがあります。
このプラズマ状態は、厳密にいうと電気的に中性ですので、これとは別の、電離粒子を加速する「電子ビームやイオンビームなどによる加熱や熱処理」は「プラズマ熱処理」とは別に分類されることが多いようです。
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