【來源:】 2015.01.28
等離子體概念最早由科學家Langmuir在1920年提出,是由電子、陽離子、陰離子和中性粒子組成的整體上呈電中性的物質集合。宇宙中90%物質處于等離子體態(tài),其又被稱為“超氣態(tài)”和"電漿體"。由于它的諸多特性與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)都截然不同,所以被稱為物質第四態(tài),可作以下分類:
1)從來源上,可分為人工等離子體和自然界的天然等離子體兩類;
2) 從物態(tài)上,可分為氣體等離子體、液體等離子體和固體等離子體三類(狹義的等離子體是指氣態(tài)等離子體);
3)從溫度上,可分為高溫等離子體和低溫等離子體兩類。
狹義的等離子體就是被激發(fā)電離氣體,其達到一定的電離度,氣體處于導電狀態(tài)。這種狀態(tài)的電離氣體就表現(xiàn)出集體行為,即電離氣體中每一帶電粒子的運動都會影響到其周圍帶電粒子,同時也受到其他帶電粒子的約束。
等離子體中電子質量小,熱運動比較劇烈,在不平衡的狀態(tài)下,其熱運動可以比陽離子和中性粒子劇烈很多,體現(xiàn)為電子溫度遠高于陽離子和中性粒子的溫度。高溫等離子體中的粒子溫度高達上千萬乃至上億度,這是為了使粒子有足夠的能量相碰撞,達到核聚變反應。低溫等離子體中的電子溫度也達上千乃至數(shù)萬度,可使分子、原子離解、電離、化合等。高溫等離子體主要應用于能源領域的可控核聚變,低溫等離子體(非平衡等離子體)則應用于科學技術和工業(yè)的許多領域。
等離子體化學活性很高,能夠在溫和的條件下使很多活化能較高的反應順利進行。最重要的反應是含鹵素的等離子體對于硅的刻蝕,這是制備各種微電子器件的關鍵步驟。等離子體還廣泛應用于各種薄膜的沉積,包括硅、金剛石、各種氮化物、碳化物以及金屬。在污染物降解、殺菌、合成氣重整、聚合反應等領域等離子體化學都有獨特的優(yōu)勢。
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