等離子體種類介紹

等離子體作為一種高新技術(shù)，人們通俗地稱其為“物質(zhì)的第四態(tài)”。等離子體是由許多能夠流動并且?guī)щ姷牧Ｗ訕?gòu)成的物質(zhì)系統(tǒng)。人們對等離子體比較陌生，是因為在平時人們很難接觸到等離子體，因為一般情況下，大多數(shù)物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)三種形式存在。但實事上，地球上99%的物質(zhì)都是以等離子體狀態(tài)存在的，因為地球被電離層所包圍。在實驗室中運用不同的氣體放電方式也能產(chǎn)生等離子體。一般情況下用于新材料表面改性或合成新材料的等離子體，通常是由低氣壓放電產(chǎn)生的。

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(yīng)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(chǎn)生的，溫度也在上千乃至數(shù)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(fā)輝光放電而產(chǎn)生的。

低溫等離子體通常是由氣體放電的方式產(chǎn)生。氣體的放電方式一般有如下幾種：輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、射頻放電和微波放電。

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(zhì)量有關(guān)，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(zhì)量很小，在電池中容易得到加快，從而可獲得平均可達數(shù)電子伏特的高能量，對于電子，此能量的對應(yīng)溫度為幾萬度（K），而弟子由于質(zhì)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(tài)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(yīng)用中很少使用，目前投入使用的只有低溫等離子體。

按照產(chǎn)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(jù)產(chǎn)生等離子體時應(yīng)用的氣體的化學(xué)性質(zhì)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(yīng)機理是不同的，活潑氣體的等離子體具有更強的化學(xué)反應(yīng)活性。