1、等離子應(yīng)用技術(shù)，1，參考教材：1。等離子技術(shù)及應(yīng)用許根輝及其他化學(xué)產(chǎn)業(yè)出版社2。等離子技術(shù)和應(yīng)用朝政尤什昌阿洪輝國(guó)防工業(yè)出版社，2，目錄，等離子基本原理等離子體的化學(xué)行為等離子體發(fā)生技術(shù)介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)和應(yīng)用電暈放電等離子體技術(shù)和應(yīng)用微波放電等離子體技術(shù)和應(yīng)用等離子體薄膜制造中等離子體應(yīng)用高分子化學(xué)中等離子體顯示技術(shù)等離子體應(yīng)用技術(shù)在隱身技術(shù)中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展，3，氖，4，太陽(yáng)等離子體射流，5， 介質(zhì)阻擋放電(DBD)，8，滑動(dòng)弧放電等離子體，9，激光，10，第一章等離子體基本原理，1.1等離子體概念：含正離子、負(fù)離子、電子、自由基和各種活性組的正電荷、負(fù)粒子(正電荷和各種活性組) 注：

2、非束縛：異質(zhì)帶電粒子彼此“自由”，等離子體的基本粒子元素是正負(fù)荷電的粒子(電子，離子)，而不是耦合。粒子和電磁場(chǎng)的不可分離：粒子在等離子體中的運(yùn)動(dòng)與電磁場(chǎng)(場(chǎng)和粒子產(chǎn)生的磁相干場(chǎng))密切相關(guān)，沒(méi)有分裂。集體效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)：等離子體中相互作用的電磁力是遠(yuǎn)距離的。11，1.1.1等離子體存在：宇宙中90%的物質(zhì)處于等離子體姿態(tài)。從地球表面向外的等離子體被稱(chēng)為可見(jiàn)幾乎所有物質(zhì)的存在形式氣體、液體和固態(tài)三種狀態(tài)物質(zhì)的第四種狀態(tài)，即等離子體姿態(tài)。太陽(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)日冕，太陽(yáng)內(nèi)部，星際空間，閃電，極光，星云，星團(tuán)等大氣的外部電離層，太陽(yáng)空間的太陽(yáng)風(fēng)。12，是什么保護(hù)了地球：等離子體，空間天體等離子體，13，北極光，空

3、間天體等離子體，14，來(lái)自太陽(yáng)的等離子體，空間天體等離子體，15，星系：巨大的核聚變反應(yīng)堆，空間天體等離子體，16，等離子體參數(shù)空間日常生活：熒光燈、電弧、等離子顯示器、臭氧發(fā)生器的典型工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域：等離子刻蝕、涂層、表面改性、噴涂、燒結(jié)、熔煉、加熱、有害物質(zhì)處理高級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域：托卡馬克、慣性約束聚變、氫彈、高功率微波裝置、高功率微波裝置23，激光聚合變電站，24，新光II，星光II激光聚變裝置，25，1.1.2等離子體是物質(zhì)第四狀態(tài)，00c，1000c，100000c，c，26，放電是將氣體轉(zhuǎn)化為等離子體的一般形式“電”比“中性”更重要(電離10-4)，27，1.2等離子體特性1.2.1等離子

4、體的整體特性等離子體是導(dǎo)電流體。在洛倫茲等離子體中，等離子體是微觀粒子的集合，等離子體的整體電導(dǎo)率西格瑪為，28，當(dāng)電子與電荷中每個(gè)電荷數(shù)為z的帶電粒子碰撞時(shí)，等離子體的整體電導(dǎo)率s為庫(kù)侖登錄值29，在直徑為r的球體區(qū)域中，球表面的靜電位置為31，Q=en，球內(nèi)靜態(tài)電荷的電子和單個(gè)電荷陽(yáng)離子是包含能量的等離子體，可由r包圍的剩余電荷確定，球表面的靜電位置為31，q=e n，球內(nèi)靜態(tài)電荷。其中e是電子電荷。此時(shí)，球表面的靜電位置是由推動(dòng)凈負(fù)電荷球體區(qū)域的電子獲得的能量，是由自下而上的靜電乘以電荷得到的。只有與有限運(yùn)動(dòng)溫度t相關(guān)的動(dòng)能才能得到與電中性的相對(duì)偏差：32，在等離子體中引入電場(chǎng)，一段時(shí)間

5、后等離子體中的電子，離子移動(dòng)，屏蔽電場(chǎng)3354 debye屏蔽，離子被排斥。電極引入的電場(chǎng)只限于小尺寸的“鞘”。熱平衡時(shí)電子，離子密度滿足玻耳茲曼分布。存在的時(shí)候，有，34，等離子體的特征長(zhǎng)度：德倍長(zhǎng)度，一維模型(電極是無(wú)限平面)，解決方案：德拜長(zhǎng)度：一般離子反應(yīng)慢，因此離子的動(dòng)態(tài)屏蔽效果可能有些微妙，德拜長(zhǎng)度保持等離子體準(zhǔn)電氣中立的最小規(guī)模德拜長(zhǎng)度也起著集體作用為了說(shuō)明等離子體在特定弧上的徑向擴(kuò)散，DavidBohm提出了實(shí)驗(yàn)推斷的擴(kuò)散系數(shù)，即36，1.2.5等離子體發(fā)射，此處發(fā)射HV=en-em= e復(fù)合發(fā)射HV= e (ei-em) e-復(fù)合前自由電子的動(dòng)能ei-em 電離alpha定義

6、為39，1.3.2電子溫度和離子溫度，在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下，粒子能量跟隨麥克斯韋分布，單個(gè)粒子的平均平動(dòng)能KE和熱平衡溫度的關(guān)系如下：在KE=mv2/2=3KT/2中：k是玻耳茲曼常量，t在討論等離子體時(shí)經(jīng)常直接使用“電子伏”作為溫度單位，如下所示：Tev，Tev=kT=1ev=1.610-12凝膠，40，1.3.3薩哈方程，中性氣體到完全電離等離子體狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可以用薩哈方程解釋?zhuān)盒问剑篽-普朗克常數(shù)；T-三個(gè)粒子的共同熱力學(xué)溫度；Gi-原子電離勢(shì)；G0-離子基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重；Gi/g0-中性原子基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，堿性金屬等離子體的比例約為0.5，其他氣體約為1。41，1.3.4等離子體的時(shí)空特性限

7、制，等離子體的電中立具有固有的空間和時(shí)間尺度?？臻g尺度下限-debye長(zhǎng)度時(shí)間尺度下限-電子完成一個(gè)振幅(等于debye長(zhǎng)度)所需的時(shí)間p，42，1.3.5等離子體基準(zhǔn)，空間尺度要求：等離子體線路度大于debye長(zhǎng)度時(shí)間尺度要求：等離子體碰撞時(shí)間，存在時(shí)間大于特性響應(yīng)時(shí)間等離子體參數(shù)：debye boll 45，1.5等離子應(yīng)用，等離子體應(yīng)用，等離子化學(xué)，等離子體工程：等離子體發(fā)生和等離子體發(fā)生設(shè)備研究領(lǐng)域，等離子體物理，等離子體環(huán)境應(yīng)用，等離子體生物學(xué)應(yīng)用，磁流體力學(xué)，電流體力學(xué)，微電子的等離子體工藝，等離子體強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積，無(wú)機(jī)等離子體沉積和硬罩，等離子體化學(xué)合成現(xiàn)象識(shí)別等離子物理學(xué)的基

8、本理論框架的建立，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始控制的熱核聚變空間技術(shù)等離子物理從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，氣體放電和電弧技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用低溫等離子體物理開(kāi)發(fā)，47，等離子化學(xué)在18世紀(jì)1758年火花放電中產(chǎn)生臭氧，1785年利用氣體放電制備一氧化氮，1960年代，利用等離子技術(shù)形成了前所未有的大量化學(xué)反應(yīng)，形成了低溫等離子體化學(xué)，形成了半導(dǎo)體材料，表面48、如何獲得具有多種電子密度和電子溫度的大范圍等離子區(qū)是當(dāng)前等離子工程面臨的主要問(wèn)題。49，1.5.1等離子體物理研究領(lǐng)域，低溫應(yīng)用等離子體高溫聚變等離子體空間和天體等離子體，50，低溫等離子體應(yīng)用，等離子體化學(xué)過(guò)程刻蝕化學(xué)氣相沉積(成膜)等離子體材料處理表

9、面改性表面冶金光源冷光(節(jié)能)，51，毫米厚金剛石薄片制備研究，純金剛石薄片(直徑30毫米) 53、等離子軍事和先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用、軍事應(yīng)用等離子天線、等離子隱身、等離子拖減、等離子鞘、等離子誘餌高科技高功率微波設(shè)備、x射線激光、強(qiáng)光束技術(shù)、等離子推進(jìn)、返回、54、熱等離子應(yīng)用、高溫加熱冶金、焊接、切割材料合成、 等離子科學(xué)廣泛應(yīng)用于能源、材料、信息、環(huán)境保護(hù)、國(guó)防、微電子、半導(dǎo)體、航空、宇宙、冶金、生物醫(yī)學(xué)、造紙、化學(xué)、纖維和通信等領(lǐng)域。等離子體研究領(lǐng)域?qū)鉀Q人類(lèi)面臨的能源、材料、信息、環(huán)境保護(hù)等諸多全球問(wèn)題具有重要意義。，57、等離子輔助加工用于薄膜沉積、等離子聚合、微電路制造到焊接、工具硬化、超細(xì)粒子合成、等離子噴涂、等離子冶金、等離子化學(xué)、微波源等非常廣泛的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中制造新的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)工藝。半導(dǎo)體集成電路和其他微電子設(shè)備的制造工具、 模具和工程金屬的固化準(zhǔn)備藥物的生物可溶包裝材料表面防腐和其他薄層沉積特殊陶瓷(包括超導(dǎo)材料)制造新的化學(xué)物質(zhì)和材料金屬萃取印刷和制造聚合物薄膜處理危險(xiǎn)廢物焊接磁