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等離子體
閱讀�26312時間�2011-02-14 10:58:32

  等離�體是和固體、液�、氣體同一層次的一種物�(zhì)存在形態(tài),是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負電子組成的離子化氣體狀物質(zhì),又被稱為電�。其最特出的特征是� Coulomb Van der Waals ??梢酝瑫r存在中性原�、分子或由更多分子集團組成的微粒(如塵埃微粒� cluster、等��

簡介

  含有足夠�(shù)量的自由帶電粒子,有較大的電導�,其運動主要受電磁力支配的 物質(zhì)狀�(tài)。等離子體由帶正電的離子和帶負電的電�,也可能還有一些中性的� 子和分子所組成。等離子體在宏觀上一般是電中性的,即它所含有的正電荷和負 電荷幾乎處處相等。由于帶電粒子之間的作用主要是長程的庫侖�,每個粒子都 同時和周圍很多粒子發(fā)生作用,因此等離子體在運動過程中一般表�(xiàn)出明顯的� 體行�。等離子體的性質(zhì)不同于固體、液體和氣體,常稱為物質(zhì)的第四態(tài)�

  閃電、極光等是地球上的天然等離子體的輻射�(xiàn)�。電�、日光燈中發(fā)光的 電離氣體,以及實驗室中的高溫電離氣體等是人造的等離子體� 在地球以�,如圍繞地球的電離層、太陽及其他恒星、太陽風、很多種星際 物質(zhì),都是等離子�。天然的等離子體在地球上雖不多見,但在宇宙間卻是物質(zhì) 存在的主要形�,它占宇宙間物質(zhì)總量的絕大部分�

獲得方式

  等離子體由自然產(chǎn)生的稱為自然等離子體(如北極光和閃�),由人工�(chǎn)生的稱為實驗室等離子體。實驗室等離子體是在有限容積的等離子體發(fā)生器中產(chǎn)生的。如果環(huán)境溫度較�,等離子體能夠通過輻射和熱傳導等方式向壁面?zhèn)鬟f能量,因�,要在實驗室�(nèi)保持等離子體狀�(tài),發(fā)生器供給的能量必須大于等離子體損失的能量。不少人工產(chǎn)生等離子體的方法(如爆炸�、激波法等)�(chǎn)生的等離子體狀�(tài)只能持續(xù)很短時間�10□~10□秒左右),而有工業(yè)應用價值的等離子體狀�(tài)則要維持較長時間(幾分鐘至幾十小時)。能�(chǎn)生后一種等離子體的方法主要有:直流弧光放電�、交流工頻放電法、高頻感應放電法、低氣壓放電法(例如輝光放電法)和燃燒法。前四種放電都用電學手段獲得,而燃燒則利用化學手段獲得�

條件

  空間尺度要求 :等離子體線度遠大于德拜長度

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  時間尺度要求:等離子體碰撞時�、存在時間遠大于特征響應時間

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  集合體要求:在德拜球中粒子數(shù)足夠多,具有�(tǒng)計意�

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分類

  等離子體按其電子溫度10000℃為�,分為高溫等離子體和低溫等離子體�

  高溫等離子體是高�10000℃的等離子體,如聚變、太陽核�

  低溫等離子體是低�10000℃的等離子體,分為:

  冷等離子體Te≠Ti, Ta,如極光、日光燈

  熱等離子體Te=Ti, Ta,如電弧、碘鎢燈

應用

  1 冷等離子體應�

  等離子體的化學過程:刻蝕、化學氣相沉積(成膜�

  等離子體材料處理:表面改�、表面冶�

  光源:冷光源(節(jié)能)

  典型應用�

  特征類金剛石表面制�

  實驗室與日本原子力所先進科學研究中心合作,開展了非平衡薄膜表面制造的研究,成功第地制備了納米尺度的針狀表面、波紋表�,樹枝狀表面、正弦表面等表面�(jié)�(gòu),其中波紋表面,是應用薄膜生長過程的自組織過程中直接形成的�

  毫米級厚金剛石片制備研究

  應用PCVD方法開展金剛石模制備研究開展了多年,對制備過程中物理化學及工藝過程進行了系�(tǒng)研究??梢苑€(wěn)定地制備高質(zhì)量毫米量級厚度的金剛石片,并用金剛石膜加工成金剛石電子熱沉片,熱導率高達7.6W/(k·cm),可用于大功率電子器��

  2 熱等離子體應�

  高溫加熱:冶�、焊接、切�

  材料合成、加�

  陶瓷燒結(jié)、噴�、三廢處�

  光源:強光源

  3 等離子體軍事及高技�(shù)應用

  軍事應用:等離子體天線、等離子體隱身、等離子體減�、等離子體鞘�、等離子體誘�

  高技�(shù):大功率微波器件、X射線激�、強流束技�(shù)、等離子體推�

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