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1、年第期‘化学教育等离子体及其应用秦正龙江苏徐州师范学院、。,一、引言的位置形状和运动与此同时带电粒子集体飞,,。众所周知物质在一定压强下随温度升高运动的结果又可以形成电磁场,,三、可由固态变为液态再变为气态有的可直接从等离子体空间的化学现象、、固态变为气态。如果对气态物质再继续升高温由于等离子体空间富集了离子电子激发、,,,态原子分子及自由基从而使其化学行为发生度或放电气体分子就要发生离解和电离当电了很大变化。离产生的带电粒子密度达到一定数值时的聚集,,·。〔’’〕辉光放电发生
2、的氢等离子体其离解和电状态就称为物质的第四态等离子体,—离过程可表示如下早在世纪初物理学家们就提出了是否丫,厂了、了、产、,存在物质第四态的问题并作出了许多探索和’’了、,研究。年,英国物理学家克鲁克斯匕一尸研究了真空放电管中电离气体的性质·、,。后当时主要‘第一个指出了物质第四态的存在“表示在放电过程中从电场获得能量的高速电确、研究气体放电的发光效应发热效应和声学效子。式表示等
3、离子体发光和自由基离解,只。,应及它们在技术上的应用年德拜。需几个电子伏特的能量便可发生式表示电「。,提出了著名的德拜屏蔽概念年朗,。离需十几个电子伏特的能量可见氢等离子体缪尔和汤克斯首先引入,中富集了高活性的原子氢而且由于这种放电“”,。等离子体的概念用来表示物质的第四态到,。常在低压下进行故原子氢往往是长寿命的,本世纪年代形成了一门年轻的分支学科对于氧气、水和有机物,也都能通过形成等。,等离子体化学从此等离子体技术在
4、工艺·离子体产生相应的高活性物种—、、、的革新能源的利用新材料的研制新产品的。开发等方面都发挥着重要的作用··十,、、产生等离子体的方法很多有火焰放电·十电子射线、激光和核反应等二‘三。这些活性物种在通常的化学反应中不易得二、等离子体的基本特点到,但在等离子体中却可持续安全地产生。导电性由于存在自由电子和带正、负通常都认为氮气是不活泼的,所以在许多,。。,电荷的离子所以等离子体具有极强的导电性场合将其作为保护性气体来使用但是氮等离电中性虽然等离子体
5、内部具有很多带子体的化学行为很活泼,很容易参加各种化学,,反应人们正是利用氮等离子体获得了许多氮电粒子但在足够小的空间和时间尺度上粒子所带的正电荷数总是等于负电荷数,因此是电化物新材料。如仿金镀层,黑色金刚石的立,。,。方耐高温精细陶瓷等可见等离子中性的,与磁场的可作用性由于等离子体是由体空间的这些特殊的化学现象使得许多通常、,不能发生或需极其苛刻的条件方能发生的化带电粒子组成的导电体因此可用磁场控制它。。年第期了化学教育。学反应变得很容易进行于点火用燃料达又
6、护千克。我国电站锅四、等离子体的应用炉点火用轻柴油据年统计也在又千,。早在年代等离子体技术就广泛应用于克左右美国公司研制了高能电弧点火装置。,机械工业中的热加工如等离子体切割侧因其用于燃煤电站点火我国自年起在安徽、山,,温度非常高故可切割各种高熔点金属以及用东和北京等地电厂进行了等离子体点火替代用其它方法难以切割的金属。它的切割质量也很油点火试验,并取得了成功。等离子体还用于煤,,,,好切口光滑整齐无粘渣切口的变形和热影的气化使气化效率从常规法的提高,。磷响区小而且
7、切割厚度大目前不锈钢可切割的到。近年来,荷兰、美国、德国正积极‘,。,厚度为铝合金可切割的厚度为开展等离子体离心机的研究已取得突破性进、,,等离子体焊接与普通的电弧焊接氧乙炔气焊展不久的将来等离子体离心法生产浓缩铀将,。,等相比也有许多优点困最近还发展了等离子代替扩散法和气体离心法以产生更多浓缩的,,。体微弧新技术利用这种等离子体微弧新技术铀为人类提供更多的核原料,可焊接极薄的材料如厚度仅为毫米的金等离子体化学气相淀积简称是一属铂。在飞机、导弹、火箭
8、制造业中可用来焊接种新的制膜技术,尤其适合于功能材料薄膜和各种微形管道、燃烧室、燃烧网状过滤器等。化合物膜的合成。旱在年代初就尝试用,、年代发展起来的高频等离子体技术广法制作氮化硅氧化硅膜并成功地用作泛用于集成电路工艺中的光刻除胶、腐蚀介质大规模集成电路的表面保护膜,大大增强了集,。薄膜等工艺使刻蚀分辨率达到埃精细成电路及其它半导体器件的稳定性和可靠性‘,,。,、条“、’提高了‘成品”曰率简化“了一艺
