低溫等離子設(shè)備的應(yīng)用范圍
低溫等離子放電過程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài),所以稱為低溫等離子體,也叫非平衡態(tài)等離子體。
如果電子的溫度和重粒子溫度差不多,則為高溫等離子體,或平衡態(tài)等離子體。
低溫等離子體中能量的傳遞大致為:電子從電場中得到能量,通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為分子的內(nèi)能和動能,獲得能量的分子被激發(fā),與此同時,部分分子被電離,這些活化了的粒子相互碰撞從而引起一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。因等離子體內(nèi)富含的大量活性粒子如離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子和分子及自由基等,從而為等離子體技術(shù)通過化學(xué)反應(yīng)處理異味物質(zhì)提供了條件。它是基于放電物理、放電化學(xué)、反應(yīng)工程學(xué)的學(xué)科之上的交叉學(xué)科。近幾十年來,有關(guān)等離子體技術(shù)的研究非?;钴S,為合成新物質(zhì)、新材料及環(huán)境污染治理等提供了一種新技術(shù)、新方法和新工藝。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用,使污染物分子在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解,并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。但是,無論是哪一種高壓放電技術(shù),都是通過高壓放電的原理,必須充分考慮到爆炸問題,特別是在易燃易爆的化工場合。
我們知道了等離子清洗機(jī)產(chǎn)生的等離子體屬于低溫等離子體中的冷等離子范疇,那么低溫等離子體具有什么特征,在工業(yè)上又有哪些應(yīng)用呢?
低溫等離子體在應(yīng)用上具有兩個主要特征:與常規(guī)的物理、化學(xué)的其他方法相比,等離子體具有更高的溫度和能量密度;等離子體能夠產(chǎn)生活性成分,從而引發(fā)在常規(guī)化學(xué)反應(yīng)中不能或難以實現(xiàn)的物理變化和化學(xué)反應(yīng)?;钚猿煞职ㄗ贤夂涂梢姽庾?、電子、離子、自由基團(tuán)等;高反應(yīng)性的中性成分,如活性原子(O、F等);受激原子態(tài);活性分子碎片,如單體。
低溫等離子體放電產(chǎn)生具有化學(xué)特性的微粒,這個顯著的特點被廣泛應(yīng)用于材料表面改性。與傳統(tǒng)的工藝相比較,等離子體技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點包括:
①不會改變基體固有性能,改性作用僅僅發(fā)生在表面,約幾到幾十個納米,如半導(dǎo)體納米蝕刻。
②全程干燥的處理方式(干式法),無需溶解劑和水,幾乎不產(chǎn)生污染,因而節(jié)約能源,降低成本。
③作用時間短,反應(yīng)速率高,加工對象廣,能顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量。
④工藝簡單、操作方便,生產(chǎn)可控性強(qiáng),產(chǎn)品*性好。
⑤屬于健康型工藝,對操作人員身體無傷害。
低溫等離子設(shè)備的應(yīng)用范圍
由于有以上這些優(yōu)點,低溫等離子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于諸多工業(yè)領(lǐng)域,而且越來越重要,尤其是低溫等離子材料表面處理技術(shù)在能源、物質(zhì)與材料、環(huán)境、生化等多個行業(yè)起著關(guān)鍵作用。