低溫等離子體的產(chǎn)生方法

1/5輝光放電電暈放電介質(zhì)阻擋放電射頻放電滑動(dòng)電弧放電射流放電大氣壓輝光放電次大氣壓輝光放電輝光放電(GlowDischarge)輝光放電屬于低氣壓放電(lowpressuredischarge)，工作壓力一般都低于10mbar，其構(gòu)造是在封閉的容器內(nèi)放置兩個(gè)平行的電極板，利用電子將中性原子和分子激發(fā)，當(dāng)粒子由激發(fā)態(tài)(excitedstate)降回至基態(tài)(groundstate)時(shí)會(huì)以光的形式釋放出能量。電源可以為直流電源也可以是溝通電源。每種氣體都有其典型的輝光放電顏色(如下表所示)，熒光燈的發(fā)光即為輝光放電。因此，試驗(yàn)時(shí)假設(shè)覺(jué)察等離子的顏色有誤，通常代表氣體的純度有問(wèn)題，一般為漏氣所至。輝光放電是化學(xué)等離子體試驗(yàn)的重要工具，但因其受低氣壓的限制，工業(yè)應(yīng)用難于連續(xù)化生產(chǎn)且應(yīng)用本錢昂揚(yáng)，而無(wú)法廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造中。目前的應(yīng)用范圍僅局限于試驗(yàn)室、燈光照明產(chǎn)品和半導(dǎo)體工業(yè)等。局部氣體輝光放電的顏色GasHeNe(neon)ArKrXeH2N2O2AirCathodeLayerredyellowpink--red-brownpinkredpinkNegativeGlowpinkorangedark-bluegreenorange-greenthin-blueblueyellow-whitebluePositiveColumnRed-pinkred-browndark-redblue-purplewhite-greenpinkred-yellowred-yellowred-yellow次大氣壓下輝光放電(HAPGD)產(chǎn)生低溫等離子體由于大氣壓輝光放電技術(shù)目前雖有報(bào)道但技術(shù)還不成熟，沒(méi)有見(jiàn)到可用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備。而次大氣壓輝光放電技術(shù)則已經(jīng)成熟并被應(yīng)用于工業(yè)化的生產(chǎn)中。次大氣壓輝光放電可以處理各種材料，本錢低、處理的時(shí)間短、參與各種氣體的氣氛含量高、功率密度大、處理效率高。可應(yīng)用于外表聚合、外表接枝、金屬滲氮、冶金、外表催化、化學(xué)合成及各種粉、粒、片材料的外表改性和紡織品的外表處理。次大氣壓下輝光放電的視覺(jué)特征呈現(xiàn)均勻的霧狀放電；放電時(shí)電極兩端的電壓低而功率密度大；處理紡織品和碳纖維等材料時(shí)不會(huì)出現(xiàn)擊穿和燃燒并且處理溫度接近室溫。次大氣壓輝光放電技術(shù)目前可用于低溫材料、生物材料、異型材料的外表親水處理和外表接枝、外表聚合、金屬滲氮、冶金、外表催化、化學(xué)合成等工藝。由于是在次大氣壓條件下的輝光放10eV以上。材料批處理的10倍以上?？商幚斫饘佟⒎墙饘?、〔碳〕纖維、金屬纖維、微粒、粉末等。低溫等離子體的應(yīng)用領(lǐng)域608090年月以材料為導(dǎo)向爭(zhēng)論領(lǐng)域的大轉(zhuǎn)變，高速進(jìn)展的微電子科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源與材料科學(xué)等，為低溫等離子體科學(xué)進(jìn)展帶來(lái)了的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在,低溫等離子體物理與應(yīng)用已經(jīng)是一個(gè)具有全球影響的重要的科學(xué)與工程，對(duì)高科技經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展及傳統(tǒng)工業(yè)的改造有著巨大的影響。例如，1995年全1400億美元，而三分之一微電子器件設(shè)備承受等離子體技術(shù)。塑料包裝材料百分之九十都要經(jīng)過(guò)低溫等離子體的外表處理和改性?？茖W(xué)家推想：二十一世紀(jì)低溫等離子體科學(xué)與技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生突破。據(jù)估量，低溫等離子體技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)、聚合物薄膜、材料防腐蝕、等離子體電子學(xué)、等離子體合成、等離子體冶金、等離子體煤化工、等離子體三廢處理等領(lǐng)域的潛在市場(chǎng)每年將達(dá)一千幾百億美元。等離子體關(guān)心加工被用來(lái)制造特種優(yōu)良性能的材料、研制的化學(xué)物質(zhì)--從薄膜沉積、等離子體聚合、微電路制造到焊接、工具硬化、超微粉的合成、等離子體噴涂、等離子體冶金、等離子體化工、微波源。等離子體關(guān)心加工已開(kāi)拓的和潛在的應(yīng)用領(lǐng)域包括：半導(dǎo)體集成電路及其它微電子設(shè)備的制造工具、模具及工程金屬的硬化藥品的生物相溶性包裝材料的制備外表防蝕及其它薄層的沉積特別陶瓷〔包括超導(dǎo)材料〕的化學(xué)物質(zhì)及材料的制造金屬的提煉聚合物薄膜的印刷和制備有害廢物的處理焊接磁記錄材料和光學(xué)波導(dǎo)材料精細(xì)加工照明及顯示電子電路及等離子體二極管開(kāi)關(guān)等離子體化工(氫等離子體裂解煤制乙炔、等離子體煤氣化、等離子體裂解重?zé)N、等離子體制炭黑、等離子體制電石等)對(duì)上述某些局部領(lǐng)域的目前潛在市場(chǎng)估量：260億美元400億美元20億美元作記錄和醫(yī)用聚合物薄膜領(lǐng)域約為幾十億美元的市場(chǎng)對(duì)一些的有活力的市場(chǎng)估量：500億美元50億美元在廢物處理、金屬提練、包裝材料及制藥業(yè)中的應(yīng)用約為幾十億美元市場(chǎng)。低溫等離子體物理與應(yīng)用是一個(gè)具有全球性影響的重要的科學(xué)與工程，對(duì)全世界的高科技工業(yè)進(jìn)展及很多傳統(tǒng)工業(yè)的改造都有著直接的影響，二十一世紀(jì)初等離子體關(guān)心加工會(huì)產(chǎn)生重要的突破，而這些突破對(duì)高科技產(chǎn)業(yè)的保護(hù)及提高其在市場(chǎng)中的地位將是極為重要的，例如近十年來(lái)，低溫等離子體的物理爭(zhēng)論和技術(shù)應(yīng)用在很多方面有了突破性的進(jìn)展，最有代表性的是微電子工業(yè)等離子體的應(yīng)用。19951400億美元