等離子體的性質(zhì)及等離子處理的原理

　　等離子體的性質(zhì)及等離子處理的原理是今天給大家?guī)?lái)的新知識(shí)，隨著等離子清洗機(jī)的出現(xiàn)，很多的企業(yè)與工廠都用上了等離子清洗機(jī)，但還是很多人對(duì)等離子清洗機(jī)不太了解，今天就給大家講解一下等離子的原理。

　　等離子態(tài)常被稱(chēng)為“超氣態(tài)”，它和氣體有很多相似之處，比如：沒(méi)有確定形狀和體積，具有流動(dòng)性，但等離子也有很多*的性質(zhì)。等離子體中的粒子具有群體效應(yīng)，只要一個(gè)粒子擾動(dòng)，這個(gè)擾動(dòng)會(huì)傳播到每個(gè)等離子體中的電離粒子。等離子體本身亦是良導(dǎo)體。

　　電離

　　等離子體和普通氣體的最大區(qū)別是它是一種電離氣體。由于存在帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，有很高的電導(dǎo)率，和電磁場(chǎng)的耦合作用也*：帶電粒子可以同電場(chǎng)耦合，帶電粒子流可以和磁場(chǎng)耦合。描述等離子體要用到電動(dòng)力學(xué)，并因此發(fā)展起來(lái)一門(mén)叫做磁流體動(dòng)力學(xué)的理論。

　　組成粒子

　　等離子體：自由電子-和一般氣體不同的是，等離子體包含兩到三種不同組成粒子：自由電子，帶正電的離子和未電離的原子。這使得我們針對(duì)不同的組分定義不同的溫度：電子溫度和離子溫度。輕度電離的等離子體，離子溫度一般遠(yuǎn)低于電子溫度，稱(chēng)之為“低溫等離子體”。高度電離的等離子體，離子溫度和電子溫度都很高，稱(chēng)為“高溫等離子體”。 相比于一般氣體，等離子體組成粒子間的相互作用也大很多。

　　速率分布

　　一般氣體的速率分布滿足麥克斯韋分布，但等離子體由于與電場(chǎng)的耦合，可能偏離麥克斯韋分布。

　　等離激元

　　表面等離激元(surfaceplasmon)效應(yīng)--實(shí)驗(yàn)里我們把金屬的微小顆粒視為等離子體(金屬晶體因?yàn)槠鋬?nèi)部存在大量可以移動(dòng)的自由電子----帶有定量電荷，自由分布，且不會(huì)發(fā)生碰撞導(dǎo)致電荷的消失----因此金屬晶體可以被視為電子的等離子體)，由于金屬的介電系數(shù)在可見(jiàn)光和紅外波段為負(fù)數(shù)，因此當(dāng)把金屬和電介質(zhì)組合為復(fù)合結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)發(fā)生很多有趣的現(xiàn)象。

　　當(dāng)光波(電磁波)入射到金屬與介質(zhì)分界面時(shí)，金屬表面的自由電子發(fā)生集體振蕩，如果電子的振蕩頻率與入射光波的頻率一致就會(huì)產(chǎn)生共振，這時(shí)就形成的一種特殊的電磁模式：電磁場(chǎng)被局限在金屬表面很小的范圍內(nèi)并發(fā)生增強(qiáng)，這種現(xiàn)象就被稱(chēng)為表面等離激元現(xiàn)象。這種電磁場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)能夠有效地提高分子的熒光產(chǎn)生信號(hào)，原子的高次諧波產(chǎn)生效率，以及分子的拉曼散射信號(hào)等。在宏觀的尺度上這一現(xiàn)象就表現(xiàn)為在特定波長(zhǎng)，狀態(tài)下的金屬晶體的透光率的大幅提升

　　等離子處理的原理

　　等離子體(Plasma)又稱(chēng)物質(zhì)第四態(tài)，區(qū)別于物質(zhì)常見(jiàn)的固、液、氣三種存在形態(tài)。它是一種具有一定顏色的準(zhǔn)中性電子流，是正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。

　　在等離子狀態(tài)下脫離原子束縛的電子和原子，中性原子，分子和離子做無(wú)序運(yùn)動(dòng)，具有很高的能量，但整體顯中性。

　　高真空室內(nèi)部的氣體分子被電能激化，被加速的電子互相碰撞使原子、分子的最外層電子被激化脫離軌道，生成離子或反應(yīng)性比較高的自由基。

　　這樣生成的離子、自由基繼續(xù)相互碰撞和被電場(chǎng)加速，并與材料表面相互沖撞，破壞數(shù)微米深度的分子間原有的結(jié)合方式，削去孔內(nèi)一定深度的表面物質(zhì)形成微細(xì)凹凸，同時(shí)產(chǎn)生的氣體成分成為反應(yīng)性官能基(或官能團(tuán))，它們誘導(dǎo)物質(zhì)表面發(fā)生物理、化學(xué)變化，因此能夠除去鉆污從而能夠提高鍍銅的結(jié)合力。

　　在等離子體化學(xué)反應(yīng)中，起到化學(xué)作用的粒子主要是正離子及自由基粒子。自由基在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量傳遞的“活化”作用，處于激發(fā)狀態(tài)的自由基具有較高的能量，易于與物體表面分子結(jié)合時(shí)會(huì)形成新的自由基。

　　新形成的自由基同樣處于不穩(wěn)定的高能量狀態(tài)，很可能發(fā)生分解反應(yīng)，在變成較小分子同時(shí)生成新的自由基，這種反應(yīng)過(guò)程還可能繼續(xù)進(jìn)行下去，最后分解成水、二氧化碳之類(lèi)的簡(jiǎn)單分子。

　　在另一些情況下，自由基與物體表面分子結(jié)合的同時(shí)，會(huì)釋放出大量的結(jié)合能，這種能量又成為引發(fā)新的表面反應(yīng)推動(dòng)力，從而引發(fā)物體表面上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被去除。