低温等离子体介绍

低温等离子体介绍低温等离子体介绍根本概念以及光子。其中的负电荷总数等于正电荷总数，所以叫等离子体。等离子体的分类1、按等离子体焰温度分：等离子体的分类1、按等离子体焰温度分：高温等离子体：温度相当于108~109K完全电离的等离子体，如太阳、受控热核聚变等离子体。低温等离子体：热等离子体：稠密高压〔1大气压以上〕，温度103~105K，如电弧、高频和燃烧等离子体。冷等离子体：电子温度高〔103~104K〕、气体温度低，如淡薄低压辉光放电等离子体、电晕放电等离子体、DBD介质阻挡放电等离子体、索梯放电等离子体等。2、按等离子体所处的状态：。如常压下的电弧放电等离子体和高频感应等离子体。非平衡等离子体：低气压下或常压下，电子温度远远大于气体温度的等离DCDBD介质阻挡放电等产生的冷等离子体。什么是低温〔冷〕等离子体？0100→液态→气态三种物态的转?(plasma)来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M·Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%106〔单位：个／m3〕1025的电弧放电等离子体，20100K的低温到超高温核聚变等离子108-109K〔1~10亿度〕eV(electronvolt)是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)ne,ni,nn，由于准电中性，ne≈nnβ=ne/(ne+nn)，以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%β=11%(β≥10-2)(β<10-3，称之为弱电离等离子体。假设放电是在接近于大气压的高气压条件下进展，那么电子、离子、中性粒子会通过剧烈碰撞而充分交换动能，从而使等离子体到达热平衡状态。假设电子、离子、Te，Ti，Tn，我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermalplasma)出的等离子体呈喷射状，可称为等离子体炬(plasmajet)或等离子体喷焰(plasmatorch)等。与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量，所以有Te>>Ti,Te>>Tn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体(coldplasma)低温等离子体也可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式如电晕放电〔coronadischarge)、介质阻挡放电(DielectricBarrierDischarge,DBD)或滑动电弧放电(GlideArcDischargeorPlasmaArc)来生成。大气压下的辉光放电技术目前也在高气压下等离子体的输运特性的争论也刚刚起步，现已形成的争论热点。低温等离子体的产生方法电晕放电介质阻挡放电低温等离子体的产生方法电晕放电介质阻挡放电电晕放电(CoronaDischarge)过程中的早期进展阶段。碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间,并形成负离子,在靠近电极外表则(arc)将反响器做成非对称(asymmetric)的电极形式〔如以下图所示〕电晕放电反响器的设计主要参考电源的性质而有所不同(DCcorona)和脉冲式(pulsedcorona)物体在大地电场作用下的电晕放电是参与大气电平衡的重要环节的电晕放电可促进海洋中有机物的生成放电形式之一。针对不同应用目的争论，电晕放电是具有重要意义的技术课题。介质阻挡放电(DielectricBarrierDischarge,DBD)介质阻挡放电(DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称104～10650Hz1MHz。电极构造的设计形式多种多样。在两个放电电极之间布满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质掩盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或承受颗粒状的介金属薄膜及板材的改性、接枝、外表张力的提高、清洗和亲水改性中。介质阻挡放电通常是由正弦波型(sinusoidal)的沟通(alternatingcurrent,AC)高压，即会由绝缘状态(insulation)渐渐至击穿(breakdown)最终发生放电。当供給的的渐渐提高，反响区域中的电子也随之增加，但未到达反响气体的击穿电压(breakdownvoltage;avalanchevoltage)时，两电极间的电场比较低无法供给电撞而大量增加，当空间中的电子密度高于一临界值时及帕邢(Paschen)击穿电压时，便产生許多微放电丝(microdischarge)导通在两极之间，同时系統中可明显观看到发光(luminous)的現象此时，电流会随着施加的电压提高而快速增加。在介质阻挡放电中，当击穿电压超过帕邢(Paschen)击穿电压时，大量随机分布发出接近兰色的光。近看，则由大量呈现细丝状的微小快脉冲放电构成。只要电极间的气隙均匀，则放电是均匀、漫散和稳定的。这些微放电是由大量快脉冲电0.1~0.3mm，放电持续时间极短，约为10~100ns，但电流密度却可高达0.1~1kA/cm2，每个电流细丝就是一个微放电，在介质表功率、频率和介质的不同而有所转变。如用双介质并施加足够的功率时，电晕放电会表现出“无丝状”、均匀的兰色放电，看上去像辉光放电但却不是辉光放电。的气体环境其放电的颜色是不同的。20