플라즈마절단과 레이저 절단의 원리

플라즈마절단과 레이저 절단의 원리

플라즈마절단과 레이저 절단의 원리.hwp

본문 플라즈마란 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 의미하며 또는 아크 방전의 전극간 기체, 방전관(형광등 등)내의 발광부분, 전리층 등의 대기층, 태양의 코로나 등과 같이 고도로 전리된 기체를 말하기도 하며 물질의 제4태라고도 불린다. ◈발생원리 플라즈마를 만들기 위해서는 자연 상태의 원자나 분자를 이온화 시켜야 한다. 그러기 위해서는 높은 열을 가해주어여 한다. 즉 수십 만도에서 수백만도의 고온이 필요하다. 그러나 높은 전계를 가해주면 낮은 온도에서도 원자나 분자를 이온화 시킬 수 있게 된다. 예를 들면 아르곤(Ar)가스의 경우 1torr - 100Torr사이의 압력에서는 1Cm당 100V이상의 전계만 있어도 플라즈마를 생성시킬 수 있다. 원자나 분자가 이온화하기 위해서는 전기장에 의해 가속된 자유전자나 이온과 충돌해야하는데 이때 3가지의 상태를 갖게 된다. 첫 번째가 반발(Atom elastic collision)이다. 이것은 그림 1과 같이 충분히 가속되지 못한 전자나 이온이 충돌했을 때인데 이때에는 아무런 변화가 없게 된다. 두 번째가 이온화(Ionization)이다. 그림 2와 같이 가속된 자유전자나 이온과 충돌하여 새로운 이온을 만들고 또 하나의 자유전자를 만들게 된다. 세 번째가 여기(Excitation)와 발광(Relaxation)이다. 그림3과 같이 가속된 자유전자나 이온이 이온화에는 충분하지 않지만 충돌된 원자에 에너지를 공급하여 최외각전자를 페르미 준위보다는 낮은 궤도 올려놓게 된다. 그러나 이 궤도는 불안정하기 때문에 다시 원래의 궤도로 돌아오면서 빛에너지를 발산하게 된다. 이때 발산하는 빛은 원자마다 최외각 전자가 올라갈 수 있는 궤도가 정해져 있기 때문에 일정한 색을 지니게 된다. 위의 세 가지의 충돌현상을 보면 이온화되기 적절한 조건을 찾을 수 있다. 즉 첫 번째의 경우에서와 같이 가속이 덜된 상태에서의 충돌은 이온화에 영향을 주지 못하며, 또 충돌할 확률이 낮아도 이온화하는데 더 어렵게 된다. 즉 이온화를 쉽게 하기 위해서는 적당한 압력과 적당한 전압이 필요하게 된다. 압력이 높아서 입자가 많이 지면 평균행정거리(Mean Free Pass)가 짧아지기 때문에 전압이 높더라도 이온화하기 어렵고, 압력이 너무 낮으면 충돌할 확률이 낮아지기 때문에 이온화하기 적당한 압력이 필요하게 된다. ◈레이저의 발생원리 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 원리, 레이저, 플라즈마절단, 플라즈마