低温等离子体的产生以及等离子体放电的类型

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-10-20

低温等离子体主要是由气体放电产生的,根据放电产生的机理，气体的压强范围、电源性质以及电极的形状，气体放电等离子体主要分为以下几种形式：电晕放电、辉光放电、介质阻挡放电、弧光放电、微波放电等。

（1）电晕放电：在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激发，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到光亮，并伴有咝咝声。由于气体击穿后绝缘破坏，内阻降低，当迅速越过自持电流区后便立即出现极间电压减小的现象，并同时在电极周围产生昏暗辉光，称为电晕放电。

（2）辉光放电：辉光放电是低气压下的气体放电。放电管中的残余正离子在极间电场的作用下被加速，于是得到足够的动能撞击阴极而产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使得气体导电。辉光放电是气体放电的一种重要形式，从阴极发射电子，在放电空间引起电子雪崩，产生的正离子再轰击阴极使其发射更多的电子，是电子雪崩的不断发展而引起的放电。

（3）介质阻挡放电：是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电是兼有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行的特点。由于其电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极因参与反应而发生腐蚀的问题。由于DBD在产生的放电过程中会产生大量的自由基和准分子，它们的化学性质非常活跃，很容易和其它原子、分子或其它自由基发生反应而形成稳定的原子或分子，在环保方面也有很重要的价值。

（4）弧光放电：无论在稀薄气体、金属蒸气或大气中，当电源功率较大，能提供足够大的电流（几安到几十安），使气体击穿，发出强烈光辉，产生高温（几千到上万度），这种气体自持放电的形式就是弧光放电。

（5）微波放电：微波放电是将微波能量转化为气体分子的内能，使之激发、电离以发生等离子体的一种气体放电形式。微波放电的电离度高，气体具有更高的活化程度，因而能在更低温度下获得和维持具有更高能量的等离子体，更适合对温度敏感材料如有机薄膜的处理，但设备造价较高。

目前常用的低温等离子体主要包括电晕放电（corona discharge）、辉光放电（glow discharge）、火花放电（spark discharge）、介质阻挡放电（dielectrical barrier discharge）、滑动弧光放电（gliding arc discharge）、微波等离子体（microwave plasma）及射频等离子体（radio-frequency plasma）等。由于低温等离子拥有的高电子能量及较低的离子及气体温度这一非平衡特性对化学反应十分有效。一方面，电子具有足够高的能量使反应物分子激发、解离和电离；另一方面，反应体系又得以保持低温，乃至接近室温，使反应体系能耗减小，并可节约投资，因此低温等离子体在化学反应和材料表面改性中有广泛的用途。