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如氧气等离子体种类形成过程即可用下反应式来表示

2017-02-16

第一个反应式表示氧气分子在得到外界能量后变成氧气阳离子,并放出自由电子过程,

第二个反应式表示氧气分子在得到外界能量后分解形成两个氧原子自由基的过程。

第三个反应式表示氧气分子在具有高能量的激发态自由电子作为下转变成激发态。

第四第五反应式则表示激发态的氧气分子进一步发生转变,在第四个反应式中,氧气饿饭脑子回到通常状态的同时发出光能(紫外线)。

在第五个反应式中,激发态的氧气分子分解成两个氧原子自由基。第六个反应式表示氧气分子在激发态自由电子的作用下,分解成氧原子自由基和氧原子阳离子的过程,当这些反应连续不断发生,就形成氧气等离子体,其他气体的等离子体的形成过程也可用相似的反应式描述。当然实际反应要比这些反应式描述的更为复杂。

等离子体的种类    
(1)低温和高温可分为高温等离子体低温等离子表面处理机两类,在等离子体中,不同微粒的温度实际上是不同的,所具有的温度是与微粒的动能即运动速度质量有关,把等离子体中存在的离子的温度用Ti表示,电子的温度用Te表示,而原子、分子或原子团等中性粒子的温度用Tn表示,对于Te大大高于Ti和Tn的场合,即低压体气的场合,此时气体的压力只有几百个帕斯卡,当采用直流电压或高频电压做电场时,由于电子本身的质量很小,在电池中容易得到加快,从而可获得平均可达数电子伏特的高能量,对于电子,此能量的对应温度为几万度(K),而弟子由于质量较大,很难被电场加速,因此温度仅几千度。由于气体粒子温度较低(具有低温特性),因此把这种等离子体称为低温等离子体。当气体处于高压状态并从外界获得大量能量时,粒子之间的相互碰撞频率大大增加,各种微粒的温度基本相同,即Te基本与Ti及Tn相同,我们把这种条件下得到的等离子体称为高温等离子体,太阳就是自己界中的高温等离子体。由于高温等离子体对物体表面的作用过于强强烈,因此在实际应用中很少使用,目前投入使用的只有低温等离子体,因为在本文中将低温等离子体简称为等离子体,希望不会引起读者误解。    

(2)活泼气体和不活泼气体等离子体,根据产生等离子体时应用的气体的化学性质不同,可分为不活泼气体等离子体和活泼气体等离子体两类,不活泼气体如氩气(Ar)、氮气(N2)、氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)等,活泼气体如氧气(O2)、氢气(H2)等,不同类型的气体在清洗过程中的反应机理是不同
的,活泼气体的等离子体具有更强的化学反应活性,这将在后面结合具体应用实例介绍。

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