低溫等離子體的產生以及等離子體放電的類型

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-10-20

低溫等離子體主要是由氣體放電產生的,根據放電產生的機理，氣體的壓強范圍、電源性質以及電極的形狀，氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式：電暈放電、輝光放電、介質阻擋放電、弧光放電、微波放電等。

（1）電暈放電：在曲率半徑很小的尖端電極附近，由于局部電場強度超過氣體的電離場強，使氣體發生電離和激發，因而出現電暈放電。發生電暈時在電極周圍可以看到光亮，并伴有咝咝聲。由于氣體擊穿后絕緣破壞，內阻降低，當迅速越過自持電流區后便立即出現極間電壓減小的現象，并同時在電極周圍產生昏暗輝光，稱為電暈放電。

（2）輝光放電：輝光放電是低氣壓下的氣體放電。放電管中的殘余正離子在極間電場的作用下被加速，于是得到足夠的動能撞擊陰極而產生二次電子，經簇射過程產生更多的帶電粒子，使得氣體導電。輝光放電是氣體放電的一種重要形式，從陰極發射電子，在放電空間引起電子雪崩，產生的正離子再轟擊陰極使其發射更多的電子，是電子雪崩的不斷發展而引起的放電。

（3）介質阻擋放電：是有絕緣介質插入放電空間的一種非平衡態氣體放電又稱介質阻擋電暈放電或無聲放電。介質阻擋放電是兼有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運行的特點。由于其電極不直接與放電氣體發生接觸，從而避免了電極因參與反應而發生腐蝕的問題。由于DBD在產生的放電過程中會產生大量的自由基和準分子，它們的化學性質非常活躍，很容易和其它原子、分子或其它自由基發生反應而形成穩定的原子或分子，在環保方面也有很重要的價值。

（4）弧光放電：無論在稀薄氣體、金屬蒸氣或大氣中，當電源功率較大，能提供足夠大的電流（幾安到幾十安），使氣體擊穿，發出強烈光輝，產生高溫（幾千到上萬度），這種氣體自持放電的形式就是弧光放電。

（5）微波放電：微波放電是將微波能量轉化為氣體分子的內能，使之激發、電離以發生等離子體的一種氣體放電形式。微波放電的電離度高，氣體具有更高的活化程度，因而能在更低溫度下獲得和維持具有更高能量的等離子體，更適合對溫度敏感材料如有機薄膜的處理，但設備造價較高。

目前常用的低溫等離子體主要包括電暈放電（corona discharge）、輝光放電（glow discharge）、火花放電（spark discharge）、介質阻擋放電（dielectrical barrier discharge）、滑動弧光放電（gliding arc discharge）、微波等離子體（microwave plasma）及射頻等離子體（radio-frequency plasma）等。由于低溫等離子擁有的高電子能量及較低的離子及氣體溫度這一非平衡特性對化學反應十分有效。一方面，電子具有足夠高的能量使反應物分子激發、解離和電離；另一方面，反應體系又得以保持低溫，乃至接近室溫，使反應體系能耗減小，并可節約投資，因此低溫等離子體在化學反應和材料表面改性中有廣泛的用途。