等离子体的性质及等离子处理的原理

　　等离子体的性质及等离子处理的原理

　　等离子体的性质及等离子处理的原理是今天给大家带来的新知识，随着等离子清洗机的出现，很多的企业与工厂都用上了等离子清洗机，但还是很多人对等离子清洗机不太了解，今天就给大家讲解一下等离子的原理。

　　等离子态常被称为“超气态”，它和气体有很多相似之处，比如：没有确定形状和体积，具有流动性，但等离子也有很多*的性质。等离子体中的粒子具有群体效应，只要一个粒子扰动，这个扰动会传播到每个等离子体中的电离粒子。等离子体本身亦是良导体。

　　电离

　　等离子体和普通气体的最大区别是它是一种电离气体。由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也*：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。描述等离子体要用到电动力学，并因此发展起来一门叫做磁流体动力学的理论。

　　组成粒子

　　等离子体：自由电子-和一般气体不同的是，等离子体包含两到三种不同组成粒子：自由电子，带正电的离子和未电离的原子。这使得我们针对不同的组分定义不同的温度：电子温度和离子温度。轻度电离的等离子体，离子温度一般远低于电子温度，称之为“低温等离子体”。高度电离的等离子体，离子温度和电子温度都很高，称为“高温等离子体”。 相比于一般气体，等离子体组成粒子间的相互作用也大很多。

　　速率分布

　　一般气体的速率分布满足麦克斯韦分布，但等离子体由于与电场的耦合，可能偏离麦克斯韦分布。

　　等离激元

　　表面等离激元(surfaceplasmon)效应--实验里我们把金属的微小颗粒视为等离子体(金属晶体因为其内部存在大量可以移动的自由电子----带有定量电荷，自由分布，且不会发生碰撞导致电荷的消失----因此金属晶体可以被视为电子的等离子体)，由于金属的介电系数在可见光和红外波段为负数，因此当把金属和电介质组合为复合结构时会发生很多有趣的现象。

　　当光波(电磁波)入射到金属与介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，这时就形成的一种特殊的电磁模式：电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，这种现象就被称为表面等离激元现象。这种电磁场增强效应能够有效地提高分子的荧光产生信号，原子的高次谐波产生效率，以及分子的拉曼散射信号等。在宏观的尺度上这一现象就表现为在特定波长，状态下的金属晶体的透光率的大幅提升

　　等离子处理的原理

　　等离子体(Plasma)又称物质第四态，区别于物质常见的固、液、气三种存在形态。它是一种具有一定颜色的准中性电子流，是正离子和电子的密度大致相等的电离气体。

　　在等离子状态下脱离原子束缚的电子和原子，中性原子，分子和离子做无序运动，具有很高的能量，但整体显中性。

　　高真空室内部的气体分子被电能激化，被加速的电子互相碰撞使原子、分子的最外层电子被激化脱离轨道，生成离子或反应性比较高的自由基。

　　这样生成的离子、自由基继续相互碰撞和被电场加速，并与材料表面相互冲撞，破坏数微米深度的分子间原有的结合方式，削去孔内一定深度的表面物质形成微细凹凸，同时产生的气体成分成为反应性官能基(或官能团)，它们诱导物质表面发生物理、化学变化，因此能够除去钻污从而能够提高镀铜的结合力。

　　在等离子体化学反应中，起到化学作用的粒子主要是正离子及自由基粒子。自由基在化学反应过程中能量传递的“活化”作用，处于激发状态的自由基具有较高的能量，易于与物体表面分子结合时会形成新的自由基。

　　新形成的自由基同样处于不稳定的高能量状态，很可能发生分解反应，在变成较小分子同时生成新的自由基，这种反应过程还可能继续进行下去，最后分解成水、二氧化碳之类的简单分子。

　　在另一些情况下，自由基与物体表面分子结合的同时，会释放出大量的结合能，这种能量又成为引发新的表面反应推动力，从而引发物体表面上的物质发生化学反应而被去除。