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      等離子體的產生機理及其用途

      等離子體技術基于一個簡單的物理原理。如果獲得能量供應,物質的狀態將發生改變:由固態變成液態,再由液態變成氣態。如果再向氣體提供更多能量,氣體將發生電離,并進入高能的等離子狀態,這就是物質的第四種狀態。

      等離子體的產生機理包括電離反應、帶電粒子的傳輸以及電磁運動學等理論。等離子體的產生與氣化過程伴隨著電子、粒子和中性粒子的碰撞反應。等離子體中粒子的碰撞會產生活性組分。因為等離子體處理的目的是改性表面或在表面形成一層合成材料,因此在整個處理過程中,我們最關注的是等離子體與材料的相互作用以及形成最終反應產物。

      每個等離子體處理的工藝過程都會局限在一個多維參數的腔室中,這個腔室的大小決定了整個工藝的經濟性、反應質量、反應性能及其他參數,這些參數可以使處理過程具有競爭性和工業應用價值。腔室的操作受許多約束條件的限制,如處理過程受等離子體的種類及反應速率的限制,處理效率受電能轉化為等離子體密度方式的限制,反應產量受處理過程中某種原材料的消耗所制約等。

      在等離子體輔助制造工業中。等離子體一般具有下列用途:

      (1)等離子體可以作為熱源。

      (2)等離子體可以作為化學催化劑

      (3)等離子體可以作為高能離子流和電子流源。

      (4) 可以作為濺射粒子源。

      在很多工藝中,隨處可見等離子體的這幾種基本特性,這就逐漸形成了以等離子體為處理手段的基礎制造業。單獨的某種處理過程或幾種處理過程綜合作用可賦予等離子體不同的用途。例如,在等離子體中,利用等離子體的化學合成作用產生新的化學藥品,或利用粒子的聚合作用在表面沉積形成薄膜等。

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