1樓：墨夷珈藍致
什麼是等離子體?
等離子體[1]又叫做電漿，是由部分電子被剝奪後的原子及原子被電離後產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質，它廣泛存在於宇宙中，常被視為是除去固、液、氣外，物質存在的第四態。等離子體是一種很好的導電體，利用經過巧妙設計的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體物理的發展為材料、能源、資訊、環境空間，空間物理，地球物理等科學的進一步發展提新的技術和工藝。
看似「神祕」的等離子體，其實是宇宙中一種常見的物質，在太陽、恆星、閃電中都存在等離子體，它佔了整個宇宙的99％。現在人們已經掌握利用電場和磁場產生來控制等離子體。例如焊工們用高溫等離子體焊接金屬。
等離子體可分為兩種：高溫和低溫等離子體。現在低溫等離子體廣泛運用於多種生產領域。
例如：等離子電視，嬰兒尿布表面防水塗層，增加啤酒瓶阻隔性。更重要的是在電腦晶片中的蝕刻運用，讓網路時代成為現實。
高溫等離子體只有在溫度足夠高時發生的。太陽和恆星不斷地發出這種等離子體，組成了宇宙的99％。低溫等離子體是在 常溫下發生的等離子體（雖然電子的溫度很高）。
低溫等離子體體可以被用於氧化、變性等表面處理或者在有機物和無機物上進行沉澱塗層處理。
等離子體是物質的第四態，即電離了的「氣體」，它呈現出高度激發的不穩定態，其中包括離子(具有不同符號和電荷)、電子、原子和分子。其實，人們對等離子體現象並不生疏。在自然界裡，熾熱爍爍的火焰、光輝奪目的閃電、以及絢爛壯麗的極光等都是等離子體作用的結果。
對於整個宇宙來講，幾乎99．9％以上的物質都是以等離子體態存在的，如恆星和行星際空間等都是由等離子體組成的。用人工方法，如核聚變、核裂變、輝光放電及各種放電都可產生等離子體。 分子或原子的內部結構主要由電子和原子核組成。
在通常情況下，即上述物質前三種形態，電子與核之間的關係比較固定，即電子以不同的能級存在於核場的周圍，其勢能或動能不大。
由離子、電子以及未電離的中性粒子的集合組成，整體呈中性的物質狀態．
普通氣體溫度升高時，氣體粒子的熱運動加劇，使粒子之間發生強烈碰撞，大量原子或分子中的電子被撞掉，當溫度高達百萬開到1億開，所有氣體原子全部電離．電離出的自由電子總的負電量與正離子總的正電量相等．這種高度電離的、巨集觀上呈中性的氣體叫等離子體．
等離子體和普通氣體性質不同，普通氣體由分子構成，分子之間相互作用力是短程力，僅當分子碰撞時，分子之間的相互作用力才有明顯效果，理論上用分子運動論描述．在等離子體中，帶電粒子之間的庫侖力是長程力，庫侖力的作用效果遠遠超過帶電粒子可能發生的區域性短程碰撞效果，等離子體中的帶電粒子運動時，能引起正電荷或負電荷區域性集中，產生電場；電荷定向運動引起電流，產生磁場．電場和磁場要影響其他帶電粒子的運動，並伴隨著極強的熱輻射和熱傳導；等離子體能被磁場約束作迴旋運動等．等離子體的這些特性使它區別於普通氣體被稱為物質的第四態．
在宇宙中，等離子體是物質最主要的正常狀態．宇宙研究、宇宙開發、以及衛星、宇航、能源等新技術將隨著等離子體的研究而進入新時代．
[編輯本段]等離子體的分類
1、按等離子體焰溫度分：
（1）高溫等離子體：溫度相當於108~109 k完全電離的等離子體，如太陽、受控熱核聚變等離子體。
（2）低溫等離子體：
熱等離子體：稠密高壓（1大氣壓以上），溫度103~105k，如電弧、高頻和燃燒等離子體。
冷等離子體：電子溫度高（103~104k）、氣體溫度低，如稀薄低壓輝光放電等離子體、電暈放電等離子體、dbd介質阻擋放電等離子體、索梯放電等離子體等。
2、按等離子體所處的狀態：
（1）平衡等離子體：氣體壓力較高，電子溫度與氣體溫度大致相等的等離子體。如常壓下的電弧放電等離子體和高頻感應等離子體。
（2）非平衡等離子體：低氣壓下或常壓下，電子溫度遠遠大於氣體溫度的等離子體。如低氣壓下dc輝光放電和高頻感應輝光放電，大氣壓下dbd介質阻擋放電等產生的冷等離子體。
什麼是低溫（冷）等離子體？
冰升溫至0℃會變成水，如繼續使溫度升至100℃，那麼水就會沸騰成為水蒸氣。隨著溫度的上升，物質的存在狀態一般會呈現出固態→液態→氣態三種物態的轉化過程，我們把這三種基本形態稱為物質的三態。那麼對於氣態物質，溫度升至幾千度時，將會有什麼新變化呢?
由於物質分子熱運動加劇，相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離，這樣物質就變成由自由運動並相互作用的正離子和電子組成的混合物（蠟燭的火焰就處於這種狀態）。我們把物質的這種存在狀態稱為物質的第四態，即等離子體態(plasma)。因為電離過程中正離子和電子總是成對出現，所以等離子體中正離子和電子的總數大致相等，總體來看為準電中性。
反過來，我們可以把等離子體定義為：正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。
從剛才提到的微弱的蠟燭火焰，我們可以看到等離子體的存在，而夜空中的滿天星斗又都是高溫的完全電離等離子體。據印度天體物理學家沙哈(m·saha，1893-1956)的計算，宇宙中的99.9%的物質處於等離子體狀態。
而我們居住的地球倒是例外的溫度較低的星球。此外，對於自然界中的等離子體，我們還可以列舉太陽、電離層、極光、雷電等。在人工生成等離子體的方法中，氣體放電法比加熱的辦法更加簡便高效，諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊、電暈放電等等。
在自然和人工生成的各種主要型別的等離子體的密度和溫度的數值，其密度為106（單位：個／m3）的稀薄星際等離子體到密度為1025的電弧放電等離子體，跨越近20個數量級。其溫度分佈範圍則從100k的低溫到超高溫核聚變等離子體的108-109k（1~10億度）。
溫度軸的單位ev(electron volt)是等離子體領域中常用的溫度單位，1ev=11600k。
通常，等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團)等三種粒子。設它們的密度分別為ne,ni,nn，由於準電中性，所以電離前氣體分子密度為ne≈nn。於是，我們定義電離度β=ne/(ne+nn)，以此來衡量等離子體的電離程度。
日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是100%，像這樣β=1的等離子體稱為完全電離等離子體。電離度大於1%(β≥10-2)的稱為強電離等離子體，像火焰中的等離子體大部分是中性粒子(β<10-3 )，稱之為弱電離等離子體。
若放電是在接近於大氣壓的高氣壓條件下進行，那麼電子、離子、中性粒子會通過激烈碰撞而充分交換動能，從而使等離子體達到熱平衡狀態。若電子、離子、中性粒子的溫度分別為了te，ti，tn，我們把這三種粒子的溫度近似相等(te≈ti≈tn)的熱平衡等離子體稱為熱等離子體(thermal plasma)，在實際的熱等離子體發生裝置中，陰極和陽極間的電弧放電作用使得流入的工作氣體發生電離，輸出的等離子體呈噴射狀，可稱為等離子體炬(plasma jet)或等離子體噴焰(plasma torch)等。
另一方面，數百帕以下的低氣壓等離子體常常處於非熱平衡狀態。此時，電子在與離子或中性粒子的碰撞過程中幾乎不損失能量，所以有te>>ti , te>>tn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(cold plasma)。
當然，即使是在高氣壓下，低溫等離子體也可以通過不產生熱效應的短脈衝放電模式如電暈放電（corona discharge)、介質阻擋放電(dielectric barrier discharge, dbd)或滑動電弧放電(glide arc discharge or plasma arc)來生成。大氣壓下的輝光放電技術目前也已成為世界各國的研究熱點。可產生大氣壓非平衡態等離子體的機理尚不清楚，在高氣壓下等離子體的輸運特性的研究也剛剛起步，現已形成新的研究熱點。
[編輯本段]低溫等離子體的產生方法
輝光放電
電暈放電
介質阻擋放電
射頻放電
滑動電弧放電
射流放電
大氣壓輝光放電
次大氣壓輝光放電
[編輯本段]等離子體可以和固、液、氣體並列嗎？
離子真的是除去固、液、氣外，物質存在的第四態嗎？
離子體的確是有的，不過這裡就有點誤會了；因為「固體、液體、氣體」是相對抽象的類別名詞，是用來描述物質「硬度」的類別名詞；而「離子體」就是比較具體的「物質」了，照上述的邏輯還有「身體」、「晶體」、「整體」等；但這些是不相干的。其實「離子體」按照「硬度」類別來區分的話，我們可以知道：等離子體是由部分電子被剝奪後的原子及原子被電離後產生的正負電子組成的離子化「氣體狀物質」。
也就是一種特殊的「氣體」了；否則怎麼可以用「氣體物質」這句話來描述呢？難道我們可以說「固體」是一種「氣體物質」嗎？顯然那是矛盾的。
所以「離子體」是不可以與固、液、氣體並列，成為物質存在的第四態的！
●出自「全集然文明x檔案」【一個絕對機密的檔案，記錄因萬物共有本質和規律而得到的「具體發現」】
[編輯本段]主要應用
等離子體主要用於以下四方面。
1、等離子體冶煉：用於冶煉用普通方法難於冶煉的材料，例如高熔點的鋯 (zr)、鈦(ti)、鉭(ta)、鈮(nb)、釩(v)、鎢(w)等金屬；還用於簡化工藝過程，例如直接從zrcl、mos、tao和ticl中分別獲得zr、mo、ta和ti；用等離子體熔化快速固化法可開發硬的高熔點粉末，如碳化鎢-鈷、mo-co、mo-ti-zr-c等粉末 等離子體冶煉的優點是產品成分及微結構的一致性好，可免除容器材料的汙染
2、等離子體噴塗：許多裝置的部件應能耐磨耐腐蝕、抗高溫，為此需要在其表面噴塗一層具有特殊效能的材料。用等離子體沉積快速固化法可將特種材料粉末噴入熱等離子體中熔化，並噴塗到基體（部件）上，使之迅速冷卻、固化，形成接近網狀結構的表層，這可大大提高噴塗質量。
3、等離子體焊接：可用以焊接鋼、合金鋼；鋁、銅、鈦等及其合金。特點是焊縫平整，可以再加工,沒有氧化物雜質,焊接速度快。用於切割鋼、鋁及其合金，切割厚度大。
4、等離子體刻蝕：在半導體制造技術中，等離子體刻蝕是幹法刻蝕中最常見的一種方法，等離子體產生的帶能粒子（轟擊的正離子）在強電場下，朝矽片表面加速，這些例子通過濺射刻蝕作用去除未被保護的矽片表面材料，從而完成一部分的矽刻蝕。
[編輯本段]等離子技術
所謂等離子體，就電氣技術而言，它指的是一種擁有離子、電子和核心粒子的不帶電的離子化物質。等離子體包括有，幾乎相同數量的自由電子和陽極電子。在一個等離子中，其中的粒子已從核心粒子中分離了出來。
因此，當一個等離子包括大量的離子和電子，從而是電的最佳導體，而且它會受到磁場的影響，當溫度高時，電子便會從核心粒子中分離出來了。
近幾年來等離子平面螢幕技術支援下的pdp 真可謂是如日中天，它是未來真正平面電視的最佳候選者。其實等離子顯示技術並非近年才有的新技術，早在2023年美國伊利諾斯大學就成功研製出了等離子顯示平板，但那時等離子顯示器為單色。現在等離子平面螢幕技術為最新技術，而且它是高質圖象和大純平螢幕的最佳選擇。
大純平螢幕可以在任何環境下看電視，等離子面板擁有一系列象素，同時這些象素又包含有三種次級象素，它們分別呈紅、綠色、藍色。在等離子狀態下的氣體能與每個次象素裡的磷光體反應，從而能產生紅、綠或藍色。這種磷光體與用在陰極射線管(crt)裝置(如電視機和普通電腦顯示器) 中的磷光體是一樣的，你可以由此而得到你所期望的豐富有動態的顏色，每種由一個先進的電子元件控制的次象素能產生16億種不同的顏色，所有的這些意味著你能在約不到6英寸厚的顯示屏上更容易看到最佳畫面。
任何物質由原子組成，有原子核和電子，又細分為離子，它們按一定規律形成物質。當產生特殊條件，如高溫，放電，就會引起離子散開，這個過程稱之為「電離」。電離過後，這些離子形成一團由遊離態離子組成的離子團，稱之為等離子體。
因為其中離子互不干擾，就像一團漿糊，又稱之為電漿。
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