예, 진공 상태에서도 아크가 발생할 수 있습니다. 진공 아크라고 하는 이 현상은 양호한 진공과 접촉하는 금속 전극의 표면이 가열(열 방출) 또는 전계 전자 방출을 일으킬 만큼 강한 전기장을 통해 전자를 방출하기 시작할 때 발생할 수 있습니다.
진공 아크 형성 메커니즘:
- 시작: 이 과정은 진공 환경의 금속 전극이 전자를 방출할 때 시작됩니다. 이는 전극의 가열이 전자 방출을 일으키는 열 방출과 전극 표면의 강한 전기장이 전자를 방출하는 전계 전자 방출이라는 두 가지 주요 메커니즘을 통해 발생할 수 있습니다.
- 유지: 일단 진공 아크가 시작되면 전기장에서 방출된 입자가 운동 에너지를 얻음으로써 진공 아크가 지속될 수 있습니다. 이러한 고속 입자는 금속 표면과 충돌하여 금속 표면을 가열하고 백열 음극점을 생성합니다. 이 지점에서 더 많은 입자가 방출되어 아크가 지속됩니다. 고전류에서는 백열등 양극점도 형성되어 아크 유지에 기여할 수 있습니다.
진공 아크의 응용 분야:
- 진공관 및 고전압 스위치: 진공 상태에서의 방전은 진공 아크의 제어된 형성과 관리가 필수적인 특정 유형의 진공관 및 고전압 진공 스위치의 작동에 매우 중요합니다.
- 진공 아크 용광로: 내화성 금속을 제련하고 부식에 강하고 내열성이 있는 특수 합금을 생산하는 데 사용됩니다. 진공 환경은 고온(최대 3700°C)을 허용하고 외부 공기에 의한 오염을 줄여 금속의 순도를 향상시킵니다.
- 진공 아크 재용융(VAR): 이 공정은 진공 상태에서 아크를 사용하여 소모성 전극을 연속적으로 재용융하는 것입니다. 금속과 합금을 정제하여 불순물을 줄이고 품질을 개선하는 데 사용되며, 특히 고강도 및 내열성 부품의 경우 더욱 그렇습니다.
써미오닉 진공 아크(TVA):
이것은 지향성 에너지를 가진 이온을 포함하는 플라즈마를 생성하는 새로운 유형의 플라즈마 소스입니다. TVA 방전은 가열된 음극과 양극 사이의 고진공 조건에서 점화됩니다. 가속된 전자빔이 양극 물질을 가열하여 고에너지 플라즈마가 필요한 다양한 애플리케이션에 사용할 수 있는 방전을 유도합니다.
요약하면, 진공 아크는 가능할 뿐만 아니라 진공 환경의 고유한 특성을 활용하여 특정 기술 목표를 달성하는 다양한 첨단 공정 및 장비에 필수적인 요소입니다.
