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低温等离子体的产生方法

点击次数:   更新时间:16/12/19 13:36:12     来源:www.bs-dg.com关闭分    享:
  低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,它的产生方法有两种:辉光放电和次大气压下辉光放电,以下是详细介绍:
  一、辉光放电法
  辉光放电属于低气压放电,工作压力一般都低于10mbar,其构造是在封闭的容器内放置两个平行的电极板,利用电子将中性原子和分子激发,当粒子由激发态降回至基态时会以光的形式释放出能量。
  电源可以为直流电源也可以是交流电源。每种气体都有其典型的辉光放电颜色,荧光灯的发光即为辉光放电。因此,实验时若发现等离子的颜色有误,通常代表气体的纯度有问题,一般为漏气所至。
  辉光放电是低温等离子体实验的重要工具,但因其受低气压的限制,工业应用难于连续化生产且应用成本高昂,而无法广泛应用于工业制造中。目前的应用范围仅局限于实验室、灯光照明产品和半导体工业等。
  二、次大气压下辉光放电法
  由于大气压辉光放电技术目前虽有报道但技术还不成熟,没有见到可用于工业生产的设备。而次大气压辉光放电技术则已经成熟并被应用于工业化的生产中。
  次大气压辉光放电可以处理各种材料,成本低、处理的时间短、加入各种气体的气氛含量高、功率密度大、处理效率高。可应用于表面聚合、表面接枝、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成及各种粉、粒、片材料的表面改性和纺织品的表面处理。次大气压下辉光放电的视觉特征呈现均匀的雾状放电;放电时,电极两端的电压低而功率密度大;处理纺织品和碳纤维等材料时不会出现击穿和燃烧并且处理温度接近室温。次大气压辉光放电技术目前可用于低温材料、生物材料、异型材料的表面亲水处理和表面接枝、表面聚合、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成等工艺。
  由于是在次大气压条件下的辉光放电,处理环境的气氛浓度高,低温等离子体的电子和离子的能量可达10eV以上。材料批处理的效率要高于低气压辉光放电10倍以上。 可处理金属、非金属、(碳)纤维、金属纤维、微粒、粉末等。
  总之,不管是辉光放电法还是次大气压下辉光放电法,低温等离子体都是以第四态的形式出现。

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