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低温等离子体技术作用原理

低温等离子体技术作用原理

等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电性流体,根据粒子的温度,可以分为热等离子体和低温等离子体。低温等离子体主要是由气体放电产生,在低气压(1x10-3~1.33x10-Pa)条件下,电子从外界电场、磁场获得足够的动能后与气体分主要是发生非弹性碰撞,经激发、电离、离解过程产生非平衡等离子体,即低温等离子体。在常压条件下获得低温等离子体必须满足2个条件:一是外界电场、磁场只对气体中的电子施加能量,使其在极短的时间(10ns)内增温、加速,获得动能,而其他粒子仅获极低能量,从而抑制住气体温度升高;二是外界电场、磁场对电子施加能量的时间 s~ns)要远远小于停止给电子施加能量的时间,使气体获得的能量传导出去,从而降气体的温度,防止过渡到热等离子状态。采用低温等离子体分解气体污染物时,等离子体中的高能电子起决定性的作用,数万度的高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,将能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解、电离等一系列过程使气体处于活化状态。电子能量较低(<10eV)时,产生活性自由基,活化后的污染物分子经过等离子体发生化学反应后被脱除。当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时,分子键断裂,污染物分解。

等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电性流体,根据粒子的温度,可以分为热等离子体和低温等离子体。低温等离子体主要是由气体放电产生,在低气压(1x10-3~1.33x10-Pa)条件下,电子从外界电场、磁场获得足够的动能后与气体分主要是发生非弹性碰撞,经激发、电离、离解过程产生非平衡等离子体,即低温等离子体。在常压条件下获得低温等离子体必须满足2个条件:一是外界电场、磁场只对气体中的电子施加能量,使其在极短的时间(10ns)内增温、加速,获得动能,而其他粒子仅获极低能量,从而抑制住气体温度升高;二是外界电场、磁场对电子施加能量的时间 s~ns)要远远小于停止给电子施加能量的时间,使气体获得的能量传导出去,从而降气体的温度,防止过渡到热等离子状态。采用低温等离子体分解气体污染物时,等离子体中的高能电子起决定性的作用,数万度的高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,将能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解、电离等一系列过程使气体处于活化状态。电子能量较低(<10eV)时,产生活性自由基,活化后的污染物分子经过等离子体发生化学反应后被脱除。当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时,分子键断裂,污染物分解。

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