等离子体是如何制造的?

等离子体是如何制造的?
等离子体是如何制造的?

等离子体是如何制造的?
★【等离子体】是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质,它是除去固、液、气外,物质存在的第四态.等离子体是一种很好的导电体,利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体.等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间,空间物理,地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺.
★看似“神秘”的等离子体,其实是宇宙中一种常见的物质,在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体,它占了整个宇宙的99％.现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体.例如焊工们用高温等离子体焊接金属.
★等离子体可分为两种：高温和低温等离子体.现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域.例如：等离子电视,婴儿尿布表面防水涂层,增加啤酒瓶阻隔性.更重要的是在电脑芯片中的蚀刻运用,让网络时代成为现实.
★高温等离子体只有在温度足够高时发生的.太阳和恒星不断地发出这种等离子体,组成了宇宙的99％.低温等离子体是在 常温下发生的等离子体（虽然电子的温度很高）.低温等离子体体可以被用于氧化、变性等表面处理或者在有机物和无机物上进行沉淀涂层处理.
★等离子体是物质的第四态,即电离了的“气体”,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括离子(具有不同符号和电荷)、电子、原子和分子.其实,人们对等离子体现象并不生疏.在自然界里,炽热烁烁的火焰、光辉夺目的闪电、以及绚烂壮丽的极光等都是等离子体作用的结果.对于整个宇宙来讲,几乎99．9％以上的物质都是以等离子体态存在的,如恒星和行星际空间等都是由等离子体组成的.用人工方法,如核聚变、核裂变、辉光放电及各种放电都可产生等离子体.分子或原子的内部结构主要由电子和原子核组成.在通常情况下,即上述物质前三种形态,电子与核之间的关系比较固定,即电子以不同的能级存在于核场的周围,其势能或动能不大.
由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成,整体呈中性的物质状态．
普通气体温度升高时,气体粒子的热运动加剧,使粒子之间发生强烈碰撞,大量原子或分子中的电子被撞掉,当温度高达百万开到1亿开,所有气体原子全部电离．电离出的自由电子总的负电量与正离子总的正电量相等．这种高度电离的、宏观上呈中性的气体叫等离子体．
等离子体和普通气体性质不同,普通气体由分子构成,分子之间相互作用力是短程力,仅当分子碰撞时,分子之间的相互作用力才有明显效果,理论上用分子运动论描述．在等离子体中,带电粒子之间的库仑力是长程力,库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果,等离子体中的带电粒子运动时,能引起正电荷或负电荷局部集中,产生电场；电荷定向运动引起电流,产生磁场．电场和磁场要影响其他带电粒子的运动,并伴随着极强的热辐射和热传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动等．等离子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的第四态

高温电离

等离子体是指处于电离状态的气态物质，其中带负电荷的粒子（电子、负离子）数等于带正电荷的粒子（正离子）数。通常与物质固态、液态和气态并列，称为物质第四态。通过气体放电或加热的办法，从外界获得足够能量，使气体分子或原子中轨道所束缚的电子变为自由电子，便可形成等离子体。
产生等离子体的方法归结为一下5种：
1.气体放电法
2.光电离法和激光辐射电离

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等离子体是指处于电离状态的气态物质，其中带负电荷的粒子（电子、负离子）数等于带正电荷的粒子（正离子）数。通常与物质固态、液态和气态并列，称为物质第四态。通过气体放电或加热的办法，从外界获得足够能量，使气体分子或原子中轨道所束缚的电子变为自由电子，便可形成等离子体。
产生等离子体的方法归结为一下5种：
1.气体放电法
2.光电离法和激光辐射电离
3.射线辐照法
4.燃烧法
5.冲击波法
主要特点为：①等离子体中具有正、负离子，可作为中间反应介质。特别是处于激发状态的高能离子或原子，可促使很多化学反应发生。②由于任何气态物质均能形成等离子体,所以很容易调整反应系统气氛,通过对等离子介质的选择可获得氧化气氛、还原气氛或中性气氛。③等离子体本身是一种良导体，所以能利用磁场来控制等离子体的分布和它的运动，这有利于化工过程的控制。④热等离子体提供了一个能量集中、温度很高的反应环境。温度为104～105℃的热等离子体是目前地球上温度最高的可用热源。它不仅可以用来大幅度地提高反应速率，而且还可借以产生常温条件下不可能发生的化学反应。此外，热等离子体中的高温辐射能引起某些光电反应。
应用 ①以热等离子体制备乙炔、硝酸、联氨和炭黑等产品。②用热等离子技术合成高温碳化物、氮化物和硼化物,如碳化钨、氮化钛等。③用热等离子技术制备超细粉末,如0.01～1μm的三氧化二铝、二氧化硅和氮化硅粉末。④冷等离子体中的聚合薄膜的形成或清洗，如半导体工业中的氧化硅膜。⑤在冷等离子体中实现材料表面改性，如离子氮化、渗碳等工艺。

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