按气压分
等离子体炬(常压,大气压)
真空等离子体设备
按放电频率分
直流等离子体设备
高频等离子体设备(xx kHz)
射频等离子体设备(13.56MHz,xx MHz)
电容耦合放电(CCP)
电感耦合放电(ICP)
微波等离子体设备(915MHz,2.45GHz,5.8GHz) (微波:300MHz-300GHz)
等离子显示器的技术优势有哪些?
冰升温至0℃会变成水,如继续使温度升至100℃,那么水就会沸腾成为水蒸气。随着温度的上升,物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程,我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质,温度升至几千度时,将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧,相互间的碰撞就会使气体分子产生电离,这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的火焰就处于这种状态)。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态,即等离子体态(plasma)。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现,所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等,总体来看为准电中性。反过来,我们可以把等离子体定义为:正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
冷等离子体
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰,我们可以看到等离子体的存在,而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M·Saha,1893-1956)的计算,宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外,对于自然界中的等离子体,我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。在人工生成等离子体的方法中,气体放电法比加热的办法更加简便高效,诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值,其密度为106(单位:个/m3)的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体,跨越近20个数量级。其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K(1~10亿度)。 温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位,1eV=11600K。
通常,等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。设它们的密度分别为ne,ni,nn,由于准电中性,所以电离前气体分子密度为ne≈nn。于是,我们定义电离度β=ne/(ne+nn),以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%,像这样β=1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1%(β≥10-2)的称为强电离等离子体,像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β<10-3 ),称之为弱电离等离子体。
若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行,那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能,从而使等离子体达到热平衡状态。若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te,Ti,Tn,我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma),在实际的热等离子体发生装置中,阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入的工作气体发生电离,输出的等离子体呈喷射状,可称为等离子体炬(plasma jet)或等离子体喷焰(plasma torch)等。
另一方面,数百帕以下的低气压等离子体常常处于非热平衡状态。此时,电子在与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量,所以有Te>>Ti , Te>>Tn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体(cold plasma)。当然,即使是在高气压下,低温等离子体也可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式如电晕放电(corona discharge)、介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)或滑动电弧放电(Glide Arc Discharge or Plasma Arc)来生成。大气压下的辉光放电技术目前也已成为世界各国的研究热点。可产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚,在高气压下等离子体的输运特性的研究也刚刚起步,现已形成新的研究热点。
资料来自:http://www.uniplasma.com/299.html
等离子表面处理设备的等离子体中都含有哪些基本的粒子
厚度薄、分辨率高、占用空间少且可作为家中的壁挂电视使用,代表了未来电脑显示器的发展趋势。亮度、高对比度,,等离子显示器具有高亮度和高对比度,对比度达到5001,完成能满足眼睛需求;亮度也很高,所以其色彩还原性非常好。纯平面图像无扭曲,等离子显示器的RGB发光栅格在平面中呈均匀分布,这样就使得图像即使在边缘也没有扭曲的现象发生。而在纯平CRT显示器中,由于在边缘的扫描速度不均匀,很难控制到不失真的水平。超薄设计、超宽视角,等离子显示器,由于等离子技术显示原理的关系,使其整机厚度大大低于传统的CRT显示器,与LCD相比也相差不大,而且能够多位置安放。用户可根据个人喜好,将等离子显示器挂在墙上或摆在桌上,大大节省了房间,及整洁、美观又时尚。具有齐全的输入接口,为配合接驳各种信号源,等离子显示器具备了DVD分量接口、标准VGA/SVGA接口、S端子、HDTV分量接口(Y、Pr、Pb)等,可接收电源、VCD、DVD、HDTV和电脑等各种信号的输出。环保无辐射,等离子显示器一般在结构设计上采用了良好的电磁屏蔽措施,其屏幕前置环境也能起到电磁屏蔽和防止红外辐射的作用,对眼睛几乎没有伤害,具有良好的环境特性。
等离子体显示器又称电浆显示器,是继CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)后的最新一代显示器,其特点是厚度极薄,分辨率佳。从工作原理上讲,等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别,在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普通日光灯和电视彩色图像,由各个独立的荧光粉像素发光组合而成,因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。另外,等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄,可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕,而厚度不到100毫米(实际上这也是它的一个弱点:即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸,只能面向大屏幕需求的用户,和家庭影院等方面)。
等离子设备产生的等离子体处于弱电离状态,因此在低温等离子体放电过程中,通常会产生六种基本粒子:光子、电子、基态原子(或分子)、激发态原子(或分子)、正离子和负离子。在等离子设备中,光子和电子没有内部结构,光子的能量取决于它们的频率v。
在等离子设备中,自由电子的能量取决于其运动速度v,从原子的内部结构来分析,根据量子力学原理,自由电子可以处在许多不同的能态中,这些态可以按照能量的大小排列成能级图。
等离子设备中原子的能级图是由原子内部所有粒子共同决定的,没有受到干扰的原子和分子一般处于稳定的基态能级,但是我们所感兴趣的只是原子外层的电子,即价电子的能量,因为气体放电过程主要是由这些电子参与的。
当价电子从外层得到额外的能量时,它会跃升到原子处于激发态的高能级。一个电子在激发能级(大约10-8s)上停留的时间很短,随后会跃迁回基态或另一个较低的激发能级,并以光子的形式辐射出激发能而获得额外的能量。
还有一些能级(亚稳态)存在得时间较长,在这些激发态中的原子,如果不与其他粒子或腔壁发生碰撞,就不可能返回到辐射光子形式的低能级,称之为激发态。
在亚稳态中,原子的寿命可以是10ms到几秒甚至几天。如果电子获得的能量超过电离能,那么它就会从原子中完全脱离出来,变成自由电子,然后原子变成正离子。
等离子设备中的分子一般由几个原子组成,由于这些原子相互作用,分子能级比原子能级复杂,而且气体分子的激发和电离也不同于气体原子的激发和电离。除了电子能量,分子的内能还包括振动能和转动能,这些能量也是分离的,能量级图非常复杂。
等离子设备等离子清洗及中的正离子的能态也可以用能级图来表示,正离子一次离子化原子的离子化能量与产生二次离子化所需的能量相对应;负离子是由电子附着在某些原子或分子上而形成的,尤其是外电子壳几乎充满的原子或分子。负离子的能量与原子或分子的基态能量加电子的亲和能相等。
在等离子设备中气体放电时产生的中性粒子为原子或分子。原子可能是惰性气体原子或金属蒸汽原子;分子可能是单原子或多原子复杂分子。
空气压力的范围从零点几帕到数十万帕不等,相应粒子密度的变化范围达到108个数量级。
一般情况下,气体在等离子设备中放电的粒子是电子和各种离子,其电子密度一般在10^16~10^20/m3之间。正、负离子是气体放电产生的,与中性粒子不同,例如,大气等离子体放电产生的大量离子,如N+,N,O+,O2,NO-,NO2,O2和O3等.。每个离子都会影响气体放电的电特性,尽管电子通常会起主导作用。
在低温等离子设备中,存在着各种连续运动和碰撞的粒子,它们都属于非弹性碰撞,我们称之为等离子体元过程,也就是等离子体微观过程。
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