- 1 - 等离子体化学的基本原理及应用 等 离 子 体 化 学 是20世 纪 六 十 年 代 发 展 起 来 的 一 门 新 兴 交 叉 科 学 .经 过40多 年 的 研 究 发 展 ,已 经 广 泛 地 引 用 于 化 工 ,冶 金 ,机 械 ,纺 织 ,电 子 ,能 源 ,半 导 体 ,医 药 等 不 同 领 域 .本 文 对 等 离 子 体 化 学 在 材 料 ,电 子 ,光 学 ,医 药 ,化 学 合 成 ,环 境保 护 几 个 方 面 的 一 些 应 用 进 行 综 述 .[1-2] 1理 论 概 述 [3] 对 常 温 常 压 条 件 下 的 气 体 通 过 高 温 加 速 电 子 加 速 离 子 给 物 质 以 能 量 ,物 质 被 解 离 成 阴 ,阳 离 子 的 状 态 ,由 于 整 个 体 系阴 ,阳 离 子 总 电 荷 相 等 ,故 称 为 等 离 子 体 .而 从 通 常 的 能 量 排 布 :气 体 >液 体 >固 体 的 角 度 来 说 ,等 离 子 的 能 量 比 气 体 更高 ,能 表 现 出 一 般 气 体 所 不 具有的 特性,所 以 也被 称 为 物 质 的 第四态 .当气 体 电 离 生成 电 子 正离 子 一 般 在 段时间内发生结合 ,回到中性分子 状 态 ,这个 过 程产生的 电 子 ,离 子 的 一 部分能 量 以 电 磁波等 不 同 形式消耗,在 分子 离 解 时常 生成自由 基,生成 的 电 子 结合 中性原子 ,分子 形成 负离 子 .因此,整 个 等 离 子 体 是 电 子 正负离 子 激发 态 原子 ,原子 以 及自由基的 混合 状 态 .因为 各种化 学 反应 都是 在 高 激发 态 下 进 行 的 ,与经 典的 化 学 反应 完全不 同 .这样使等 离 子 体 的 原子 或分子 的 本 性通 常 都发 生改变,即使是 较稳定的 惰性气 体 也会变得具有很强的 化 学 活泼性. 在 放电 气 体 中发 生的 反应 称 为 等 离 子 体 化 学 反应 ,用 电 子 温 度 Te 和离 子 温 度 Ti 作为 参数.若Te ≈Ti 称 为 平衡等 离子 体 或高 温 等 离 子 体 .若Te >>Ti称 为 非平衡等 离 子 体 或低温 等 离 子 体 .这两种不 同 的 情况在 不 同 的 领 域 都有广 泛 的运用 . 2设备与装置[3-4] 可以 将等 离 子 的 产生理 解 ...
