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Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1325-1331 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:019880023070132500

Mesure de la densité électronique et écarts à l'équilibre de composition dans les arcs de SF6-N2

M. Razafinimanana, A. Gleizes et S. Vacquie

Laboratoire des décharges dans les gaz, UA n° 277, CPAT, Université Paul Sabatier, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse Cedex, France


Abstract
The electron number density ne has been measured in wall-stabilized arcs burning in SF6-N2 mixtures, by spectroscopy and by two-wavelength laser interferometry. The relative variations of the electron density versus SF6 proportion and versus current intensity are in good agreement with the variations calculated by a modeling assuming thermal equilibrium. Nevertheless the real variations of ne in function of the measured values of the temperature show departures from the plasma composition. When the proportion of SF6 is greater than 10 % these departures are mainly due to demixing effect between fluorine and sulfur.


Résumé
La densité électronique a été mesurée dans des arcs stabilisés brûlant dans des mélanges SF6-N2, par des techniques de spectroscopie d'émission et d'interférométrie laser à deux longueurs d'onde. Les variations relatives de la densité électronique en fonction du pourcentage de SF 6 dans le mélange et en fonction de l'intensité du courant sont en bon accord avec les variations calculées par un modèle supposant l'équilibre thermique. Cependant l'étude des valeurs réelles de la densité électronique en fonction des valeurs mesurées de la température a permis de mettre en évidence des écarts à la composition d'équilibre du plasma. On montre que lorsque la proportion de SF6 est supérieure à 10 %, ces écarts sont essentiellement dus au phénomène de démixion entre le fluor et le soufre.

PACS
5225L - Plasma temperature and density.
5270K - Optical ultraviolet, visible, infrared plasma diagnostic techniques.
5280M - Arcs and sparks.
2810E - Gaseous insulation, breakdown and discharges.

Key words
arcs electric -- electron density -- light interferometry -- nitrogen -- plasma diagnostics by laser beam -- spectrochemical analysis -- sulphur compounds -- electron number density -- spectroscopy -- two wavelength laser interferometry -- current intensity -- modeling -- thermal equilibrium -- plasma composition -- demixing effect -- SF sub 6 N sub 2 arcs -- SF sub 6