摘要通過對等離子體的基本概念、分類和人工產生方法三個方面的介紹，在了解等離子的基礎上，介紹了等離子射流噴塗、等離子顯示技術、低溫等離子**系統和等離子清洗技術，深入說明等離子技術在生活中的廣泛應用。
關鍵字等離子體等離子體產生法等離子射流噴塗等離子顯示技術低溫等離子**等離子清洗
引言等離子技術是乙個新興的領域，該領域結合等離子物理、等離子化學和氣固相介面的化學反應，此為典型的高科技產業，需跨多種領域，包括化工、材料和電機，因此將極具挑戰性，也充滿機會，由於半導體和光電材料在未來得快速成長，此方面應用需求將越來越大。
一、概述
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。在乙個等離子中，其中的粒子已從核心粒子中分離了出來。
因此，當乙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。
1 等離子體的分類
1.1 根據低溫和高溫可分為高溫等離子體和低溫等離子體兩類。
在等離子體中，不同微粒的溫度實際上是不同的，所具有的溫度是與微粒的動能即運動速度質量有關，把等離子體中存在的離子的溫度用ti表示，電子的溫度用 te表示，而原子、分子或原子團等中性粒子的溫度用tn表示，對於te大大高於ti和tn的場合，即低壓體氣的場合，此時氣體的壓力只有幾百個帕斯卡，當採用直流電壓或高頻電壓做電場時，由於電子本身的質量很小，在電池中容易得到加快，從而可獲得平均可達數電子伏特的高能量，對於電子，此能量的對應溫度為幾萬度（k），而**由於質量較大，很難被電場加速，因此溫度僅幾千度。由於氣體粒子溫度較低（具有低溫特性），因此把這種等離子體稱為低溫等離子體。 當氣體處於高壓狀態並從外界獲得大量能量時，粒子之間的相互碰撞頻率大大增加，各種微粒的溫度基本相同，即te基本與ti及tn相同，我們把這種條件下得到的等離子體稱為高溫等離子體，太陽就是自然界中的高溫等離子體。
1.2 根據產生等離子體時應用的氣體的化學性質不同，可分為不活潑氣體等離子體和活潑氣體等離子體兩類。
不活潑氣體如氬氣（ar）、氮氣（n2）、氟化氮（nf3）、四氟化碳（cf4）等，活潑氣體如氧氣（o2）、氫氣（h2）等，不同型別的氣體在清洗過程中的反應機理是不同的，活潑氣體的等離子體具有更強的化學反應活性，這將在後面結合具體應用例項介紹。
2 等離子體的人工產生法
2.1 感應偶合式等離子體產生法（icp）
感應偶合式等離子體（inductively－couplede－plasma，icp）的工作原理，就是**圈上加上乙個高頻電源，當線圈上的電流改變時，就可由「安培定律」知道，當感應產生一變動磁場，同時可由「法拉第定律」知道此變動之磁場會感應出乙個反應方向的電場，此電場會加速等離子體中的電子而形成一線圈電流相反的二次電流。並且隨著與加於線圈上的電流不斷改變，而感應出的電場也不斷改變，這不斷改變電場與平板式高調波等離子體一樣能用來加速電子以維持等離子體，所不同的是電場與電極方向不同。在平板式高調波等離子體中電子受電場影響而運動方向垂直於電極，所以會有許多電子逃離等離子體跑到電極上，使能量消耗在加熱電極上，而在感應偶合式等離子中，電子受感應電場的影響而使運動方向與電極平行，因此不會有太多的電子損耗在電極上，固可以維持線圈周圍相當高的電子密度。
icp的主要優點有：
a 等離子體密度高、解離率高，能夠在相當大的壓力範圍上保持高密度等離子體。 b 平板式icp可大面積操作。
c icp等離子體中的電子溫度低、離子動能低、等離子體電位低。
d 等離子體密度及離子轉擊基板的動能可分開控制。
e 裝置簡單。
而其唯一的缺點是，線圈電極可能被離子打出而汙染鍍膜品質。一般改善的方法有：
a 將線圈電極的一端接地以降低線圈電極之電位，即減少電容效應。
b 併聯一直流電壓以防止離子轉擊。
c 可使用法拉第遮蔽（faraday's shielding）以消除電容效應。
d 將線圈以介電材料被覆（coating）以降低等離子體電位。
2.2 陰極等離子體產生法（hcf）
在一金屬管裝物，可為圓形、方形、橢圓形或其他形狀，在外加一高調波在此管狀物上，會產生乙個自我偏壓，故造成整支管子都是帶一偏壓，這使得電子無論是往哪一方向作運動，都會被排斥，所以，電子在管內會作來回振盪的運動，固電子在碰撞到電極板前，能走更長的距離，這就是表示電子會有更多的機會或機率與中性氣體原子產生碰撞，從而產生等離子體。
2.3 電子迴旋共振電漿產生法（ecr）
此為微波（microw**e）與磁場共同組合的一種等離子體產生法，電子在磁場中會作旋轉的運動，當磁場強度越來越強時，電子旋轉的速度會越快，在磁場強度為875ga/m時，電子旋轉的頻率為2.45g赫茲，此頻率恰巧為微波的頻率，因頻率相近而產生共振，此共振現象就有利於電子吸收微波的能量，因擁有較高能量的電子，這將有助於等離子體的產生。
二、等離子技術的應用
1 等離子技術在機械行業上的應用，以等離子射流噴塗為例。
等離子射流噴塗是採用直流壓縮電弧將氬氫或氮氫氣體電離, 產生電荷量相等的電子和離子束流。當束流內電子和離子再度復合時，放出巨大熱能。由此產生的高溫高速噴射焰流，能將各種金屬、非金屬、金屬陶瓷、陶瓷粉末迅速熔化，並以極高的速度噴塗在工件表面，形成塗層。
由於噴塗材料不同，效能各異。這些塗層一般具有耐磨、耐熱、抗腐蝕、抗高溫氧化、隔熱等特點。有些塗層還具有導電、絕緣以及機械密封或間隙控制等功能。
當然噴塗層亦可用於舊件的修復翻新和尺寸增補，以挽救這些超差報廢件。這門技術早先用於航空、航天、原子能等國防尖端部門。近二十年來已逐漸用於國民經濟各個部門。
隨著步入改革開放年代，在引進的眾多機械產品中已廣泛採用此技術。給關鍵零件穿上理想的保護外衣，使裝置的效能有較大提高。
由於等離子射流具有溫度高達萬度，速度近似音速，氣氛可控等優點，因此塗層的質量、密度以及粘結強度、硬度等比起普通火焰噴塗層有很大的優勢，塗層比電鍍層、電刷塗層、滲碳層、滲氮層更厚、更硬、更防腐。為提高塗層表面粗糙度和尺寸配合精度，塗層可以用車削或磨削加工。合理的塗層厚度一般應控制在 0.
2mm左右。等離子束流的高溫用於熔化噴塗材料不會影響基體材料的金相組織和機械效能。噴塗層一般較薄，加工餘量少。
這一點比起噴焊、堆焊、電焊更優，更經濟，生產效率更高。對舊件的噴塗修復不需要對原件進行測繪、翻砂鑄造、加工成形。
現在等離子噴塗技術已廣泛運用於各行業的關鍵裝置，如：化纖機械裝置的關鍵零件羅拉、牽伸輥、槽筒、導絲筒、導絲鉤等；軋鋼機械中的迷宮環和機械密封環等；石油機械中的柱塞、襯套、幫浦殼等；汽車零件中的同步齒環、撥叉和活塞環等；鍋爐電站裝置中的透平機葉片、煙機葉片；造紙、印刷裝置等。這大大延長了裝置的使用壽命，給企業帶來可觀的經濟效益。
2 等離子在電子行業上的應用，最常見的就是等離子顯示技術，如等離子顯示器。
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。（pdp的全稱是 plasma display panel，中文叫等離子顯示器，它是在兩張超薄的玻璃板之間注入混合氣體，並施加電壓利用螢光粉發光成像的裝置。）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，每種由乙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英吋厚的顯示屏上更容易看到最佳畫面。
等離子顯示器的特點是，等離子是一種自發光顯示技術，不需要背景光源，因此沒有lcd顯示器的視角和亮度均勻性問題，而且實現了較高的亮度和對比度。而三基色共用同乙個等離子管的設計也使其避免了聚焦和匯聚問題，可以實現非常清晰的影象。與crt和lcd顯示技術相比，等離子的螢幕越大，影象的色深和保真度越高。
除了亮度、對比度和可視角度優勢外，等離子技術也避免了lcd技術中的響應時間問題，而這些特點正是動態**顯示中至關重要的因素。因此從目前的技術水平看，等離子顯示技術在動態**顯示領域的優勢更加明顯，更加適合作為家庭影院和大螢幕顯示終端使用。等離子顯示器無掃瞄線掃瞄，因此影象清晰穩定無閃爍，不會導致眼睛疲勞。
等離子也無x射線輻射。由於這些突出特點，等離子堪稱真正意義上的綠色環保顯示產品，是替代傳統crt彩電的理想產品。
3 等離子在醫學領域的應用，如近年來在國外耳鼻咽喉科領域已經廣泛應用，臨床效果也非常好的低溫等離子手術系統。
低溫等離子**的基本原理是低溫消融（英文稱temperature-controlled radiofrequency，trc或者稱：coblation )，即利用低溫等離子射頻的能量,以較低的溫度（60～70℃左右）來進行組織的切除，從而減輕組織的損傷，並能大大減輕病人的痛苦和縮短**的週期。
傳統的雷射，採用發熱方式來消融或切割組織。大量的能量被釋放進組織引起組織結構在高溫下爆裂，且有深度熱滲透作用，對組織的直接和間接損傷都較大，病人的痛苦較明顯。而低溫消融技術是通過導電介質(鹽)在電極周圍形成的等離子體區內高度離子化了的粒子來粉碎組織內的有機分子的分子鏈，使分子與分子分離， 定點消融，組織體積縮小，由於電流不直接流經組織，組織發熱極少。
資料顯示：表面組織溫度保持在40～70℃。既確保膠原蛋白分子螺旋結構皺縮，又保持了細胞的活力，加之熱滲透小，所以無論是直接還是間接組織的損傷都非常小。
同時，利用低溫等離子體進行殺菌消毒能夠替代常規殺菌消毒法。通過對該技術殺菌機理的分析,說明該技術具備短時、低溫、應用廣泛以及安全無害等優點。特別是在醫療衛生方面的應用，與傳統技術相比， 問題。
4 等離子在清洗方面的應用。
等離子清洗的應用，起源於20世紀初，隨著高科技產業的快速發展，其應用越來越廣，目前已在眾多高科技領域中，居於關鍵技術的地位，等離子清洗技術對產業經濟和人類文明影響最大，首推電子資訊工業，尤其是半導體業與光電工業。等離子清洗已應用於各種電子元件的製造，可以確信，沒有等離子清洗技術，就沒有今日這麼發達的電子、資訊和通訊產業。此外，等離子清洗技術也應用在光學工業、機械與航天工業、高分子工業、汙染防治工業和量測工業上，而且是產品提公升的關鍵技術，比如說光學元件的鍍膜、延長模具或加工工具壽命的抗磨耗層，複合材料的中間層、織布或隱性鏡片的表面處理、微感測器的製造，超微機械的加工技術、 人工關節、骨骼或心臟瓣膜的抗摩耗層等皆需等離子技術的進步，才能開發完成。
等離子體技術
plasma technology 應用等離子體發生器產生的部分電離等離子體完成一定工業生產目標的手段。等離子體的溫度高，能提供高焓值的工作介質，生產常規方法不能得到的材料，加之有氣氛可控 裝置相對簡單 能顯著縮短工藝流程等優點，所以等離子體技術有很大發展。1879年w.克魯克斯指出放電管中的電離氣...
等離子焊機介紹
目錄1.等離子焊接方法簡介2 1.1簡介2 1.2等離子電弧2 1.3等離子基本焊接方法3 2.等離子焊接裝置及其主要功能3 2.1 phoenix ewa 400dc p等離子焊接電源3 2.2 hp400等離子焊槍5 2.3等離子焊接控制電源6 2.4 rc 3型冷卻水箱6 2.5焊接工裝7 3...
等離子體物理
姓名 學號 專業 物理 班級 物理111 第四態你曾看到過南北兩極美麗的極光嗎?你在意過冬日流過眼眸底下明亮的火焰嗎?你還記得雨天天空裡閃過的閃電嗎?你看過科幻電影裡的太陽表面和星雲的外表嗎?你深入了解過它們是什麼嗎?我們都知道生活中有固 液 氣三種物質,大多數我們可以判斷一種物質是處於什麼態,可是...