低温等离子体的应用应用在哪些方面？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-03-02 01:03 标签： 低温等离子体设备
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当前在线(2)等离子体简介
什么是等离子体？
通俗的说，等离子体就是电离的气体。等离子体的概念最早由美国著名的科学家Langmuir在1920年提出。比较严格的定义是：等离子体是由电子、阳离子和中性粒子组成的整体上呈电中性的物质集合。
等离子体――物质的第四态
不同密度和温度的等离子体
氧化锌的梳状多级结构
利用锌粉和氧气的反应，在440°C的温和条件下，根据收集位置的不同得到了多种梳状的氧化锌多级纳米结构，包括单面生长的纳米梳（图1），弯曲的纳米梳（图2）以及两面不对称生长的纳米梳（图3）。六方氧化锌丰富的微观晶体生长行为在这里得到了充分的体现。
图1 单面生长的ZnO纳米梳　
图2 弯曲的ZnO纳米梳　
图3 双面不对称生长的ZnO纳米梳　
几种不同形貌的ZnO纳米梳状结构可以通过改变收集位置选择性的获得，而位置的改变与该处Zn/O的不同浓度有关，我们认为Zn/O的不同浓度比例是造成几种不同的梳状结构的原因（图4）。六方纤锌矿结构的极性(0001)面在特定条件下具有诱导不对称生长的特性，造就了双面梳这种特殊的结构（图5）。无独有偶，这种现象在中也被观察到。
图4 由Zn/O浓度变化引起的ZnO纳米梳状结构的形貌演化　
图5 (0001)极性面诱导的不对称生长行为
Yaohua Zhang, Xubo Song, Jie Zheng, Xingguo Li,
Haihua Liu, and Liping You,, Nanotechnology, 17,)
Yaohua Zhang, Juan Liu, Tong Liu, and Xingguo Li,
J. Cryst. Growth 285,
低温等离子体
等离子体中的存在着电子、阳离子和中性粒子，由于电子质量小，热运动比较剧烈，在不平衡的状态下，其热运动可以比阳离子和中性粒子剧烈很多，体现为电子温度远高于阳离子和中性粒子的温度。在低温等离子体中，电子温度通常为几个eV（1eV约等于12000K）,而离子和中性粒子的温度（即通常所说的气体温度）依然在室温附近。低温等离子体是一种非平衡态，要获得低温等离子体就要减少碰撞，因此常常在较低的压力下获得；在较高的压力下，需要比较大的气体流速。
等离子体的存在
等离子体是物质的第四种存在状态，在宇宙空间中占据绝大多数。等离子体的出现通常伴随着瑰丽的光芒和色彩，形成壮丽的自然景观。
等离子体造就的宇宙和自然奇观
等离子体的应用
等离子体在现代技术中有非常重要的作用。根据等离子体的不同特点，其应用基本可以分为以下一些方面：
利用等离子体的发光。多彩的发光是等离子体的重要标志，因此等离子体是一种理想的光源。跟白炽灯不一样，等离子体光源通常是冷光源，发光效率高。另一基于等离子体的发光现象的重要应用是等离子平板显示，大面积的等离子体电视已经商用，并且是颇具潜力的一种显示技术。等离子体的发光光谱跟产生等离子的元素和等离子体的状态密切相关，对等离子体光谱的分析是研究等离子体的一种重要手段。
大面积等离子体平板显示产品
等离子体平板显示象素构造
Journal of Physics D - Applied Physics 36,R53(2003)
利用等离子体的高温。等离子体方法能获得普通加热方法难以达到的高温，原子核聚变过程中，物质都处于等离子体状态，等离子体的高温还可用于焊接、切割、金属熔炼等方面。
核聚变装置中的等离子体
等离子电弧焊接
等离子体电弧熔炼
利用等离子体的化学活性。等离子体化学活性很高，能够在温和的条件下使很多活化能较高的反应顺利进行。最重要的反应是含卤素的等离子体对于硅的刻蚀，这是制备各种微电子器件的关键步骤。等离子体还广泛应用于各种薄膜的沉积，包括硅、金刚石、各种氮化物、碳化物以及金属。在污染物降解、杀菌、合成气重整、聚合反应等领域等离子体化学都有独特的优势。
由等离子体刻蚀制备的超大规模集成电路局部
Bell Labs Technical Journal 4,155(1999)
由等离子体增强化学气相沉积制备的用于太阳能电池的非晶硅薄膜- 低温等离子体化学及其应用 陈杰瑢著
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书目相关信息
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闭架借书处(K101室)
图书馆公告自然科学总论
环境科学安全科学
低温等离子体化学及其应用
作者:陈杰瑢著
出版日期:2001-07
主题词:数理科学和化学图书馆
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&&&&低温-等离子体-化学
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谁收藏过这本书？低温等离子体技术应用范围广
更新时间： 14:25
来源：浩成环保科技有限公司
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随着全球经济的发展，环境污染问题日益突出，各种类型的环境污染层出不穷，严重危及了人类的健康与生存。为了人类自身的安危，治理环境问题迫在眉睫。近年，全球涌现出许多治理工业废气污染问题的各种技术，如超声波、光催化氧化、生物法、冷冻法、焚烧法等。其中低温等离子体作为一种高效、低能耗、处理量大、操作简单的环保新技术来处理有毒、有害及难降解物质，是近年来一项重大科技成果，具有其它方法无法比拟的绝对优势。
低温等离子体技术应用范围广，气体的流速和浓度对于气态污染物治理技术应用来说是两个非常重要的因素。生物过滤和燃烧技术能应用于较高浓度范围，但却受气体的流速所限。而低温等离子体技术对气体的流速和浓度都有一个很宽的应用范围，其应用广泛不言而喻。等离子体技术工艺简单。吸附法要考虑吸附剂的定期更换，脱附时还有可能造成二次污染；燃烧法需要很高的操作温度；生物法要严格控制pH值、温度和湿度等条件，以适合微生物的生长。而低温等离子体技术则较好的克服了以上技术的不足，反应条件为常温常压，反应器结构简单，并可同时消除混合污染物(有些情况还具有协同作用)，不会产生二次污染等。就经济可行性来说，低温等离子体反应装置本身系统构成就单一紧凑，在运行费用方面，微观来讲，因放电过程只提高电子温度而离子温度基本保持不变，这样反应体系就得以保持低温，所以不仅能量利用率高，而且使设备维护费用也很低。
低温等离子体技术在气态污染物治理方面优势显著。其基本原理是在电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。
&&&&低温等离子体去除污染物的机理：
&&&&等离子体化学反应过程中，等离子体传递的化学能量在反应过程中能量的传递大致如下：
&&& (1)&电场＋电子&高能电子
&&& (2)&高能电子＋分子(或原子)&(受激原子、受激基团、游离基团) 活性基团
&&& (3)&活性基团＋分子(原子)&生成物+热
&&& (4)&活性基团＋活性基团&生成物+热
从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作
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