1.等离子体是什么
等离子体(Plasma)是一类物质聚集状态,而且它不同于固体、液体和气体,因此将其命名为物质第四态,或称为等离子态。与普通气体对比,等离子体在特征上有着非常大的区别。普通气体中的粒子通常进行的热运动是凌乱无章的;而等离子体中的粒子不仅仅要进行热运动,还能产生等离子体振荡,且当存在磁场时其粒子的运动状况还会受到磁场的控制。

2.等离子体的产生方式
等离子的产生有很多种方法,但生成和维持都需要外部能量的输入。电子从外加电磁场获得能量,然后发生非弹性碰撞产生激发(excitation)、解离吸附(dissociative
attachment)、解离(dissociation)、离子化(ionization)、在结合(recombination)反应,由此产生二次电子、原子、分子、离子等物质,然而在解离碰撞中,电子可能与气体离子有再结合作用,或者因为漂移及扩散而离开电磁场范围等原因消失,因此当电子产生与消失的速率相等时,此时的等离子体即为稳定状态。
3.等离子体的种类及特点
按照温度分类:
(1)高温等离子体:温度可以从一两百度到上万度,等离子体射流本身温度高,而与固相接触碰撞后会让表面温度更高,这类等离子只适合处理陶瓷、金属等耐热材料。
(2)低温等离子体:一般采用低压(真空)的电场或高频高电压环境下的电晕放电来实现等离子体产生,温度可控制在接近常温。适合处理塑料、硅胶、芯片等不耐热材料。
激发频率分类:
(1)超声等离子体:激发频率为40kHz,诱发处理表面的物理反应。
(2)射频等离子体:激发频率为13.56MHz,诱发处理表面的物理反应和化学反应。
(3)微波等离子体:激发频率为2.45GHz,诱发处理表面的化学反应。
气体成分分类:
等离子气体可以是活性气体比如氧气、氢气,可以是惰性气体比如氩气、氮气,也可以使用混合气体比如空气、氢氮气、氢氩气等。不同的气体有不同的特点,可以对表面产生不同的物理和化学作用。
延伸阅读
4.等离子处理在医学中的应用
等离子体可以深度清洁、高效灭菌、增加比表面积的同时提高材料粘合力和亲水性,因此广泛应用于医学材料的改性,比如一次性注射器的内表面、导尿管的亲水性提升、体内植入物的预处理,眼科隐形眼镜的材料亲水(早期的硅水凝胶软镜均需要等离子处理)、口腔科种植牙和矫形器的处理等也日益广泛,另外因其高效的灭菌功效,也研制了医用专业的等离子灭菌柜。
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