等离子体处理技术:热等离子与冷等离子体的原理与应用

等离子体(Plasma)通过选择不同放电方式可获得性质各异的等离子体。热等离子体通常由大气压下的电晕放电产生,而冷等离子体则通过低压气体辉光放电形成。

热等离子体装置利用带电体尖端(如刀状/针状电极或狭缝式电极)形成不均匀电场,实现电晕放电。其处理效果受电压、频率、电极间距、温度及时间等因素影响:电压与频率升高可增强处理强度,但过高频率或过宽电极间距会导致离子碰撞能量损耗;间距过小则产生感应损失。较高温度可加速表面改性,延长处理时间能增加极性基团,但过度处理可能引发材料分解,形成弱界面层。

冷等离子体装置在真空密封容器中通过双电极电场产生辉光放电。真空泵维持特定真空度,稀薄气体分子在电场作用下碰撞形成等离子体并发出辉光。处理效果受气压、放电功率、气体成分、流速及材料类型等因素显著影响。

不同放电方式、工作物质状态及等离子体生成因素的组合,可衍生多种低温等离子体处理设备,满足多样化工业需求。

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