플라즈마와 아크

1 플라즈마(plasma)
 1) 플라즈마의 정의
   - 플라즈마는 아크(또는 전기) 방전에 의해 발생되며, 전기 아크는 전기를 통해 전달되는 전자의 유동으로 인해 발생함.
   - 용접 전극을 연결한 회로에서 전류가 흐르면, 전극과 기본 금속 간에 강한 전자 흐름이 발생합니다. 이 과정에서 전자들은 고속으로 움직이며, 이로 인해 전극과 기본 금속 간의 거리에 이온화된 가스 분자를 생성합니다. 이 가스 분자는 높은 온도와 압력에 노출되며, 결국 플라즈마 상태로 변합니다.
 2) 플라즈마의 특징
   - 높은 열에너지/고온 : 플라즈마는 매우 높은 온도를 유지하므로 금속을 용융시킨다
     * 10,000K에서 수백만K까지 다양하다.
     * 플라즈마가 이온화된 상태로 전자와 이온사이의 상호작용으로 생성되기 때문임.
     * 플라즈마 커터는 10,000K~ 50,000K, 용접은 20,000K에서 30,000K 온도를 유지한다.
   - 조절가능 : 플라즈마의 온도 또는 모양을 조절하므로 용입의 깊이를 조절할 수 있다.
   - 다양한 용접 가능 : 플라즈마 용접은 금속 / 비금속(산화물 세라믹스, 탄화물세라믹스, 질화물 세라믹스)을 용접할 수 있다.

2 아크(arc)
 1) 아크의 정의
   - 아크는 전기 방전의 한 형태로, 두 전극 사이에서 전류가 흐르면서 발생하는 높은 온도와 밝은 빛을 동반한 플라즈마 상태를 말함.
   - 아크는 높은 온도와 밝은 빛을 동반하여 금속을 녹이고 용재를 용접 부위에 녹여 접합하는 역할을함.
      * 아크의 세기와 모양에 따라 용접의 품질을 조절할 수 있음.
 2) 아크의 발생
   a 아크 용접에서는 양극과 음극 사이에 전류를 가하면 전기적 에너지가 이온화된 가스 분자에 전달됨.
   b 이 에너지는 분자의 전자를 활성화하고 이온화시킵니다.
   c 이 과정에서 전자와 이온 사이에 충돌이 발생하면서 열과 빛이 발생하고, 이에 따라 아크가 발생.

3 전기방전
 1) 전기방전의 정의
   - 전기 방전은 전기적 에너지가 분자 내의 전자를 활성화하고 이온화시키면서 생성되는 현상.
 2) 전기방전의 종류
   - 아크 방전(Arc discharge) : 두 전극 사이에 전류가 흐르면서 발생하는 전기 방전. 용접이나 조명용 램프 등에서 사용됨.
   - 스파크 방전(Spark discharge) : 두 전극 사이에서 단발성의 전기 방전이 발생하는 현상. 볼텍스 엔진에서의 점화 등에서 사용됨.
  - 코로나 방전(Corona discharge) : 이온화된 가스 분자가 전극에 충돌하여 전기 방전이 발생하는 현상. 교정기, 가열기, 적외선 발생기 등에서 사용됨.
  - 플라즈마 방전(Plasma discharge): 이온화된 가스 분자가 플라즈마 상태로 변하면서 발생하는 전기 방전입니다. 플라즈마 텔레비전, 플라즈마 절단기, 반도체 제조 등에 사용됩니다.
  - 코로나 방전(Corona discharge) : 고전압을 이용하여 절연체의 표면에 전기 방전이 발생하는 현상. 전기 차단기, 정전기 제거기 등에서 사용됨.