低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展

等離子體作為物質(zhì)存在的第四態(tài)不僅已為人們所認(rèn)識，而且等離子體技術(shù)已進(jìn)入廣泛的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。等離子體指部分或完全電離的氣體，且自由電子和離子所帶正、負(fù)電荷的總和完全抵消，宏觀上呈現(xiàn)中性電。

  國際上將等離子體分為熱等離子體和冷等離子體。熱等離子體的電離率接近100%，電子和離子溫度相當(dāng)，屬于熱平衡等離子體。如等離子體弧、火箭發(fā)動機(jī)的等離子體射流，熱核聚變等離子體。冷等離子體的電離率很低，電子溫度遠(yuǎn)大于離子溫度，屬于非熱平衡等離子體。

  國內(nèi)學(xué)者將等離子體劃分成三類：高溫等離子體（熱核聚變等離子體）；熱等離子體（等離子體弧、等離子體炬等）；冷等離子體（低氣壓交直流、射頻、微波等離子體以及高氣壓介質(zhì)阻擋放電、電暈放電、RF放電等）。而把熱等離子體和冷等離子體歸納到低溫等離子體中。從物理學(xué)的角度劃分，筆者傾向于將熱平衡態(tài)等離子體歸為一類。

  低溫等離子體的電離率較低，電子溫度遠(yuǎn)高于離子溫度，離子溫度甚至可與室溫相當(dāng)。所以低溫等離子體是非熱平衡等離子體。低溫等離子體中存在著大量的、種類繁多的活性粒子，比通常的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的活性粒子種類更多、活性更強(qiáng)，更易于和所接觸的材料表面發(fā)生反應(yīng)，因此它們被用來對材料表面進(jìn)行改性處理。與傳統(tǒng)的方法相比，等離子體表面處理具有成本低、無廢棄物、無污染等顯著的優(yōu)勢。

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