等離子體的種類

等離子體按溫度分類:高溫等離子體和低溫等離子體。

高溫等離子體是高于10000℃的等離子體,如聚變、太陽核心。高溫等離子體中的粒子溫度T> 108-109K,粒子有足夠的能量相互碰撞,達到了核聚變反應的條件。

低溫等離子體又分為熱等離子和冷等離子體兩種。

熱等離子體是稠密氣體在常壓或高壓下電弧放電或高頻放電而產生的,溫度也在上千乃至數萬開,可使分子、原子離解、電離、化合等。

冷等離子體的溫度在100-1000K之間,通常是稀薄氣體在低壓下通過激光、射頻或微波電源發輝光放電而產生的。

在等離子體中,不同微粒的溫度實際上是不同的,所具有的溫度是與微粒的動能即運動速度質量有關,把等離子體中存在的離子的溫度用Ti表示,電子的溫度用Te表示,而原子、分子或原子團等中性粒子的溫度用Tn表示,對于Te大大高于Ti和Tn的場合,即低壓體氣的場合,此時氣體的壓力只有幾百個帕斯卡,當采用直流電壓或高頻電壓做電場時,由于電子本身的質量很小,在電池中容易得到加快,從而可獲得平均可達數電子伏特的高能量,對于電子,此能量的對應溫度為幾萬度(K),而弟子由于質量較大,很難被電場加速,因此溫度僅幾千度。由于氣體粒子溫度較低(具有低溫特性),因此把這種等離子體稱為低溫等離子體。當氣體處于高壓狀態并從外界獲得大量能量時,粒子之間的相互碰撞頻率大大增加,各種微粒的溫度基本相同,即Te基本與Ti及Tn相同,我們把這種條件下得到的等離子體稱為高溫等離子體,太陽就是自己界中的高溫等離子體。由于高溫等離子體對物體表面的作用過于強強烈,因此在實際應用中很少使用,目前投入使用的只有低溫等離子體。

?按照產生氣體分類:活潑氣體和不活潑氣體等離子體

活潑氣體和不活潑氣體等離子體,根據產生等離子體時應用的氣體的化學性質不同,可分為不活潑氣體等離子體和活潑氣體等離子體兩類,不活潑氣體如氬氣(Ar)、氮氣(N2)、氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)等,活潑氣體如氧氣(O2)、氫氣(H2)等,不同類型的氣體在清洗過程中的反應機理是不同的,活潑氣體的等離子體具有更強的化學反應活性,這將在后面結合具體應用實例介紹。

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