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什么是等離子體？-深圳金徠
來(lái)源:
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作者:深圳金徠
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發(fā)布時(shí)間: 2021-06-15
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等離子體(plasma)又叫做電漿
等離子體是不同于固體、液體和氣體的物質(zhì)第四態(tài)。物質(zhì)由分子構(gòu)成，分子由原子構(gòu)成，原子由帶正電的原子核和圍繞它的、帶負(fù)電的電子構(gòu)成。當(dāng)被加熱到足夠高的溫度或其他原因，外層電子擺脫原子核的束縛成為自由電子，就像下課后的學(xué)生跑到操場(chǎng)上隨意玩耍一樣。電子離開(kāi)原子核，這個(gè)過(guò)程就叫做“電離”。這時(shí)，物質(zhì)就變成了由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成的、一團(tuán)均勻的“漿糊”，因此人們戲稱它為離子漿，這些離子漿中正負(fù)電荷總量相等，因此它是近似電中性的，所以就叫等離子體。
等離子體和普通氣體性質(zhì)不同，普通氣體由分子構(gòu)成，分子之間相互作用力是短程力，僅當(dāng)分子碰撞時(shí)，分子之間的相互作用力才有明顯效果，理論上用分子運(yùn)動(dòng)論描述。在等離子體中，帶電粒子之間的庫(kù)侖力是長(zhǎng)程力，庫(kù)侖力的作用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)帶電粒子可能發(fā)生的局部短程碰撞效果，等離子體中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，能引起正電荷或負(fù)電荷局部集中，產(chǎn)生電場(chǎng)；電荷定向運(yùn)動(dòng)引起電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。電場(chǎng)和磁場(chǎng)要影響其他帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，并伴隨著極強(qiáng)的熱輻射和熱傳導(dǎo)；等離子體能被磁場(chǎng)約束作回旋運(yùn)動(dòng)等。等離子體的這些特性使它區(qū)別于普通氣體被稱為物質(zhì)的第四態(tài)。
等離子應(yīng)用
1、等離子體表面處理：為了提高刀具、模具等的性能，可以用等離子體對(duì)金屬表面進(jìn)行氮、碳、硼或碳氮的滲透。這種方法的特點(diǎn)是,不是在表面加一覆蓋層,而是改變基體表面的材料結(jié)構(gòu)及其性能。處理過(guò)程中，工件溫度比較低，不使工件變形，這對(duì)精密的部件很重要。這一方法可以應(yīng)用于各種金屬基體，主要有輝光放電滲氮，氮碳共滲，滲硼。
2、等離子體在電子工業(yè)中的應(yīng)用：大規(guī)模集成電路片心的生產(chǎn)工藝，過(guò)去采用化學(xué)方式，采用等離子體方法代替之后，不僅降低了工藝過(guò)程中的溫度，還因?qū)⑼磕z、顯影、刻蝕、除膠等化學(xué)濕法改為等離子體干法，使工藝更簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高成品率。等離子體方法加工的片心分辨率及保真度都高，對(duì)提高集成度及可靠性均有利。
等離子體是不同于固體、液體和氣體的物質(zhì)第四態(tài)。物質(zhì)由分子構(gòu)成，分子由原子構(gòu)成，原子由帶正電的原子核和圍繞它的、帶負(fù)電的電子構(gòu)成。當(dāng)被加熱到足夠高的溫度或其他原因，外層電子擺脫原子核的束縛成為自由電子，就像下課后的學(xué)生跑到操場(chǎng)上隨意玩耍一樣。電子離開(kāi)原子核，這個(gè)過(guò)程就叫做“電離”。這時(shí)，物質(zhì)就變成了由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成的、一團(tuán)均勻的“漿糊”，因此人們戲稱它為離子漿，這些離子漿中正負(fù)電荷總量相等，因此它是近似電中性的，所以就叫等離子體。
等離子體和普通氣體性質(zhì)不同，普通氣體由分子構(gòu)成，分子之間相互作用力是短程力，僅當(dāng)分子碰撞時(shí)，分子之間的相互作用力才有明顯效果，理論上用分子運(yùn)動(dòng)論描述。在等離子體中，帶電粒子之間的庫(kù)侖力是長(zhǎng)程力，庫(kù)侖力的作用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)帶電粒子可能發(fā)生的局部短程碰撞效果，等離子體中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，能引起正電荷或負(fù)電荷局部集中，產(chǎn)生電場(chǎng)；電荷定向運(yùn)動(dòng)引起電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。電場(chǎng)和磁場(chǎng)要影響其他帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，并伴隨著極強(qiáng)的熱輻射和熱傳導(dǎo)；等離子體能被磁場(chǎng)約束作回旋運(yùn)動(dòng)等。等離子體的這些特性使它區(qū)別于普通氣體被稱為物質(zhì)的第四態(tài)。
等離子應(yīng)用
1、等離子體表面處理：為了提高刀具、模具等的性能，可以用等離子體對(duì)金屬表面進(jìn)行氮、碳、硼或碳氮的滲透。這種方法的特點(diǎn)是,不是在表面加一覆蓋層,而是改變基體表面的材料結(jié)構(gòu)及其性能。處理過(guò)程中，工件溫度比較低，不使工件變形，這對(duì)精密的部件很重要。這一方法可以應(yīng)用于各種金屬基體，主要有輝光放電滲氮，氮碳共滲，滲硼。
2、等離子體在電子工業(yè)中的應(yīng)用：大規(guī)模集成電路片心的生產(chǎn)工藝，過(guò)去采用化學(xué)方式，采用等離子體方法代替之后，不僅降低了工藝過(guò)程中的溫度，還因?qū)⑼磕z、顯影、刻蝕、除膠等化學(xué)濕法改為等離子體干法，使工藝更簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高成品率。等離子體方法加工的片心分辨率及保真度都高，對(duì)提高集成度及可靠性均有利。