说白了,等离子体就是一种特殊的气体,里面混合着电子、离子、中性粒子和光子。因为电子和离子的数量差不多,所以整体上看起来是中性的。它被称作物质的第四种状态。你想啊,东西加热会从固体变液体,再变气体,要是继续加热,气体分子会被打散成原子,再加热原子就会电离,最后就变成等离子体了。
平时在工厂和实验室里用的基本都是低温等离子体。要产生这种等离子体,主要靠气体放电,就是用电场让气体电离。根据不同的放电原理、气压大小和电源特性,主要有这么几种放电方式:
1.电晕放电
这种放电用的电极是不对称的,能让气体电离产生等离子体。它的特点是电场特别不均匀,放电电压大但电流小。
2.辉光放电
放电管里的正离子被电场加速后,狠狠撞在阴极上,撞出更多电子和带电粒子,这样就产生了等离子体。这种放电电子能量高、密度大,能发光,所以叫辉光放电。
3.介质阻挡放电
也叫无声放电,能在常压下进行。它的电极不和放电气体直接接触,所以电极不会生锈腐蚀。实验室用得比较多,以后工厂也可能用得上。
4.弧光放电
这个需要很大的电流,几安到几十安培,一下子就能把气体打穿,发出很强的光。放电时会放出大量热量。
5.微波放电
用微波能量让气体分子激发电离,形成等离子体。这种方法能在低温下产生等离子体,放电频率高,气体活化程度也高。
低温等离子体有两大特点:一是里面的电子能量特别高,能激发材料表面分子;二是放电时温度跟室温差不多,不像传统化学反应需要高温。