低溫等離子體介紹

低溫等離子體介紹低溫等離子體介紹根本概念以及光子。其中的負電荷總數(shù)等于正電荷總數(shù)，所以叫等離子體。等離子體的分類1、按等離子體焰溫度分：等離子體的分類1、按等離子體焰溫度分：高溫等離子體：溫度相當(dāng)于108~109K完全電離的等離子體，如太陽、受控?zé)岷司圩兊入x子體。低溫等離子體：熱等離子體：稠密高壓〔1大氣壓以上〕，溫度103~105K，如電弧、高頻和燃燒等離子體。冷等離子體：電子溫度高〔103~104K〕、氣體溫度低，如淡薄低壓輝光放電等離子體、電暈放電等離子體、DBD介質(zhì)阻擋放電等離子體、索梯放電等離子體等。2、按等離子體所處的狀態(tài)：。如常壓下的電弧放電等離子體和高頻感應(yīng)等離子體。非平衡等離子體：低氣壓下或常壓下，電子溫度遠遠大于氣體溫度的等離DCDBD介質(zhì)阻擋放電等產(chǎn)生的冷等離子體。什么是低溫〔冷〕等離子體？0100→液態(tài)→氣態(tài)三種物態(tài)的轉(zhuǎn)?(plasma)來，我們可以把等離子體定義為：正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。星斗又都是高溫的完全電離等離子體。據(jù)印度天體物理學(xué)家沙哈(M·Saha，1893-1956)的計算，宇宙中的99.9%106〔單位：個／m3〕1025的電弧放電等離子體，20100K的低溫到超高溫核聚變等離子108-109K〔1~10億度〕eV(electronvolt)是等離子體領(lǐng)域中常用的溫度單位，1eV=11600K。通常，等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團)ne,ni,nn，由于準電中性，ne≈nnβ=ne/(ne+nn)，以此來衡量等離子體的電離程度。日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是100%β=11%(β≥10-2)(β<10-3，稱之為弱電離等離子體。假設(shè)放電是在接近于大氣壓的高氣壓條件下進展，那么電子、離子、中性粒子會通過劇烈碰撞而充分交換動能，從而使等離子體到達熱平衡狀態(tài)。假設(shè)電子、離子、Te，Ti，Tn，我們把這三種粒子的溫度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的熱平衡等離子體稱為熱等離子體(thermalplasma)出的等離子體呈噴射狀，可稱為等離子體炬(plasmajet)或等離子體噴焰(plasmatorch)等。與離子或中性粒子的碰撞過程中幾乎不損失能量，所以有Te>>Ti,Te>>Tn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(coldplasma)低溫等離子體也可以通過不產(chǎn)生熱效應(yīng)的短脈沖放電模式如電暈放電〔coronadischarge)、介質(zhì)阻擋放電(DielectricBarrierDischarge,DBD)或滑動電弧放電(GlideArcDischargeorPlasmaArc)來生成。大氣壓下的輝光放電技術(shù)目前也在高氣壓下等離子體的輸運特性的爭論也剛剛起步，現(xiàn)已形成的爭論熱點。低溫等離子體的產(chǎn)生方法電暈放電介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體的產(chǎn)生方法電暈放電介質(zhì)阻擋放電電暈放電(CoronaDischarge)過程中的早期進展階段。碰撞電離后，電子被驅(qū)往遠離尖端電極的空間,并形成負離子,在靠近電極外表則(arc)將反響器做成非對稱(asymmetric)的電極形式〔如以下圖所示〕電暈放電反響器的設(shè)計主要參考電源的性質(zhì)而有所不同(DCcorona)和脈沖式(pulsedcorona)物體在大地電場作用下的電暈放電是參與大氣電平衡的重要環(huán)節(jié)的電暈放電可促進海洋中有機物的生成放電形式之一。針對不同應(yīng)用目的爭論，電暈放電是具有重要意義的技術(shù)課題。介質(zhì)阻擋放電(DielectricBarrierDischarge,DBD)介質(zhì)阻擋放電(DBD)是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種非平衡態(tài)氣體放電又稱104～10650Hz1MHz。電極構(gòu)造的設(shè)計形式多種多樣。在兩個放電電極之間布滿某種工作氣體,并將其中一個或兩個電極用絕緣介質(zhì)掩蓋,也可以將介質(zhì)直接懸掛在放電空間或承受顆粒狀的介金屬薄膜及板材的改性、接枝、外表張力的提高、清洗和親水改性中。介質(zhì)阻擋放電通常是由正弦波型(sinusoidal)的溝通(alternatingcurrent,AC)高壓，即會由絕緣狀態(tài)(insulation)漸漸至擊穿(breakdown)最終發(fā)生放電。當(dāng)供給的的漸漸提高，反響區(qū)域中的電子也隨之增加，但未到達反響氣體的擊穿電壓(breakdownvoltage;avalanchevoltage)時，兩電極間的電場比較低無法供給電撞而大量增加，當(dāng)空間中的電子密度高于一臨界值時及帕邢(Paschen)擊穿電壓時，便產(chǎn)生許多微放電絲(microdischarge)導(dǎo)通在兩極之間，同時系統(tǒng)中可明顯觀看到發(fā)光(luminous)的現(xiàn)象此時，電流會隨著施加的電壓提高而快速增加。在介質(zhì)阻擋放電中，當(dāng)擊穿電壓超過帕邢(Paschen)擊穿電壓時，大量隨機分布發(fā)出接近蘭色的光。近看，則由大量呈現(xiàn)細絲狀的微小快脈沖放電構(gòu)成。只要電極間的氣隙均勻，則放電是均勻、漫散和穩(wěn)定的。這些微放電是由大量快脈沖電0.1~0.3mm，放電持續(xù)時間極短，約為10~100ns，但電流密度卻可高達0.1~1kA/cm2，每個電流細絲就是一個微放電，在介質(zhì)表功率、頻率和介質(zhì)的不同而有所轉(zhuǎn)變。如用雙介質(zhì)并施加足夠的功率時，電暈放電會表現(xiàn)出“無絲狀”、均勻的蘭色放電，看上去像輝光放電但卻不是輝光放電。的氣體環(huán)境其放電的顏色是不同的。20