Accroissement de la densité ionique d’une flamme d’acétylène en phase plasma et en post-décharge

Laboratoire de Chimie Générale, Université P. et M. Curie, 4, Place Jussieu, Tour 55, 75230 Paris, Cedex 05, France.

Résumé

Un dispositif a été mis au point pour stabiliser des flammes d’acétylène à basse pression (5 torrs) et pour en mesurer la densité ionique dans différentes conditions : combustion de l’hydrocarbure avec un plasma d’oxygène créé par microondes, combustion dans la post-décharge de l’oxygène et avec de l’oxygène “normal”. Pour interpréter les résultats expérimentaux, on a utilisé un modèle d’ionisation proposé précédemment. La dilution de l’oxygène par des gaz rares a permis de contrôler la concentration de l’oxygène métastable O (⁵S) dans la décharge. Malgré la forte énergie interne de cet état, toute participation importante de cette espèce aux processus de chimionisation est à exclure du fait de sa concentration qui reste très faible devant celle de O (³P).

Abstract

A Chemical reactor was developed to stabilize acetylene-oxygen flames at low pressures (5 torrs) and to measure ionic density under three different conditions of combustion: the hydrocarbon reacts either with a plasma of oxygen induced by microwaves, or with oxygen in the afterglow column, or with “normal” oxygen. To interpret the experimental results a previously reported model was used and its conditions of validity were established. The population density of the metastable O (⁵S) level produced in the microwave discharge was measured ; this density could be monitored by addition of rare gases. In spite of the high internal energy of O (°S), an important contribution to the chemionisation processes had to be excluded because of the low concentrations of this species compared to O (³P). O (³P) remains the principal species responsible of the formation of primary ions in hydrocarbon flames.