通常情况下人们认为物质只有三种状态(固态、液态、气态),其实不然,在一定条件下,物质还有第四种状态——等离子体态。等离子体状态不同于其它物质状态,它突出的一点是由带电粒子组成的电离状态。
根据物质的构成理论,物质的原子、分子或分子团相互以不同的力或键力相结合,构成不同的聚集态。固体是以粒子间结合力强的键构成晶格的,而当其粒子的平均动能大于粒子在晶格中的结合能时,则晶格解体,固体转变为液体。液体的粒子间由结合力较弱的键联系,如果外界进一步供给能量,使这较弱的键破坏,则液体转变为粒子间没有作用键的气体.如果再对气体供给足够的能量,气体就电离成电子和离子,而成为等离子体。
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等离子体是气体分子在真空、放电等特殊场合下产生的独特现象和物质。典型的等离子的组成是,电子、离子、自由基和质子。就好象把固体转变成气体需要能量一样,产生离子体也需要能量。一定量的离子体是由带电粒子和中性粒子(包括原子、离子和自由粒子)混合组成。离子体能够导电,和电磁力起反应。 等离子清洗/刻蚀机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电场,用真空泵实现一定的真空度,随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体,这时会发出辉光,故称为辉光放电处理。辉光放电时的气压大小对材料处理效果有很大影响,另外与放电功率,气体成分及流动速度、材料类型等因素有关。 等离子体有一些显著的特征:
1) 气体产生辉光现象,常称为“辉光放电”。由于是真空紫外光,其对蚀刻率有十分积极的影响。
2)气体中包含中性粒子、离子和电子。由于中性粒子和离子温度介于102—103K,电子能量对应的温度高达105K,它们被称为“非平衡等离子体”或“冷等离子体”。但是它们却表现出电中性(准中性)。
3) 气体所产生的自由基和离子活性很高,其能量足以破坏几乎所有的化学键,在任何暴露的表面引起化学反应。等离子体中粒子的能量一般约为几个至几十电子伏特,大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特),完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键;但远低于高能放射性射线,只涉及材料表面,不影响基体的性能 等离子体可以通过直流或高频交流电场产生。当采用交流时,只能选用电信规定的科研及工业用频段(中频(MF)40KHz、高频(HF)13.56MHz、微波频率(MW)2.45GHz),否则会干扰无线电通信。 -------------优普莱等离子体技术专业从事等离子研发