低溫等離子體的產(chǎn)生以及等離子體放電的類型

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-10-20

低溫等離子體主要是由氣體放電產(chǎn)生的,根據(jù)放電產(chǎn)生的機理，氣體的壓強范圍、電源性質(zhì)以及電極的形狀，氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式：電暈放電、輝光放電、介質(zhì)阻擋放電、弧光放電、微波放電等。

（1）電暈放電：在曲率半徑很小的尖端電極附近，由于局部電場強度超過氣體的電離場強，使氣體發(fā)生電離和激發(fā)，因而出現(xiàn)電暈放電。發(fā)生電暈時在電極周圍可以看到光亮，并伴有咝咝聲。由于氣體擊穿后絕緣破壞，內(nèi)阻降低，當迅速越過自持電流區(qū)后便立即出現(xiàn)極間電壓減小的現(xiàn)象，并同時在電極周圍產(chǎn)生昏暗輝光，稱為電暈放電。

（2）輝光放電：輝光放電是低氣壓下的氣體放電。放電管中的殘余正離子在極間電場的作用下被加速，于是得到足夠的動能撞擊陰極而產(chǎn)生二次電子，經(jīng)簇射過程產(chǎn)生更多的帶電粒子，使得氣體導(dǎo)電。輝光放電是氣體放電的一種重要形式，從陰極發(fā)射電子，在放電空間引起電子雪崩，產(chǎn)生的正離子再轟擊陰極使其發(fā)射更多的電子，是電子雪崩的不斷發(fā)展而引起的放電。

（3）介質(zhì)阻擋放電：是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種非平衡態(tài)氣體放電又稱介質(zhì)阻擋電暈放電或無聲放電。介質(zhì)阻擋放電是兼有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運行的特點。由于其電極不直接與放電氣體發(fā)生接觸，從而避免了電極因參與反應(yīng)而發(fā)生腐蝕的問題。由于DBD在產(chǎn)生的放電過程中會產(chǎn)生大量的自由基和準分子，它們的化學(xué)性質(zhì)非常活躍，很容易和其它原子、分子或其它自由基發(fā)生反應(yīng)而形成穩(wěn)定的原子或分子，在環(huán)保方面也有很重要的價值。

（4）弧光放電：無論在稀薄氣體、金屬蒸氣或大氣中，當電源功率較大，能提供足夠大的電流（幾安到幾十安），使氣體擊穿，發(fā)出強烈光輝，產(chǎn)生高溫（幾千到上萬度），這種氣體自持放電的形式就是弧光放電。

（5）微波放電：微波放電是將微波能量轉(zhuǎn)化為氣體分子的內(nèi)能，使之激發(fā)、電離以發(fā)生等離子體的一種氣體放電形式。微波放電的電離度高，氣體具有更高的活化程度，因而能在更低溫度下獲得和維持具有更高能量的等離子體，更適合對溫度敏感材料如有機薄膜的處理，但設(shè)備造價較高。

目前常用的低溫等離子體主要包括電暈放電（corona discharge）、輝光放電（glow discharge）、火花放電（spark discharge）、介質(zhì)阻擋放電（dielectrical barrier discharge）、滑動弧光放電（gliding arc discharge）、微波等離子體（microwave plasma）及射頻等離子體（radio-frequency plasma）等。由于低溫等離子擁有的高電子能量及較低的離子及氣體溫度這一非平衡特性對化學(xué)反應(yīng)十分有效。一方面，電子具有足夠高的能量使反應(yīng)物分子激發(fā)、解離和電離；另一方面，反應(yīng)體系又得以保持低溫，乃至接近室溫，使反應(yīng)體系能耗減小，并可節(jié)約投資，因此低溫等離子體在化學(xué)反應(yīng)和材料表面改性中有廣泛的用途。