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閱讀：44發布時間：2025-2-22
所謂等離子體是物質的一種存在狀態。通常物質以固態、液態、氣態三種狀態存在,但是在一些特殊情況下可以以第四種狀態存在,如太陽表面的物質和地球大氣電離層中的物質。這類物質所處在的狀態稱為等離子體狀態，又稱為物質的第四態。等離子體中存在于下列情況：處于高速運動狀態的電子；處于激活狀態的中性原子、分子、原子團(自由基)；離子化的原子、分子；分子解離反應過程中生成的紫外線；未反應的分子、原子等，但物質在總體上仍保持中性狀態。
通過多種形式，如電弧放電、輝光放電、激光、火焰或者沖擊波等，都可以使處于低氣壓狀態下的氣體物質轉變成等離子體狀態。如在高頻電場中處于低氣壓狀態的氧氣、氮氣、甲烷、水蒸氣等氣體分子在輝光放電的情況下,可以分解出加速運動的原子和分子，這樣產生的粒子被解離成電子和有正負電荷的原子和分子。這樣產生的帶電粒子和電子在電場中加速時會獲得高能量，并與周圍的分子或原子發生碰撞，結果使分子和原子中又激發出電子，而本身又處于激發狀態和離子狀態，這時物質存在的狀態即為等離子體狀態。
等離子體表面處理技術是利用非聚合性無機氣體（Ar、H2、N2、O2等）的等離子體進行表面反應（見圖1），參與表面反應的有激發態分子、自由基和電子離子，也包括等離子體產生的紫外光的輻射作用。通過表面反應有可能在表面引入特定的官能團，產生表面侵蝕，形成交聯結構層或生成表面自由基（見圖2）。由于是真空紫外光對腐蝕有十分積極的影響，氣體所產生的自由基和離子活性很高，其能量足以破壞幾乎所有化學鍵，在任何暴露的表面引起化學反應。等離子體中粒子的能量大于聚合物材料的結合鍵能，可以破裂有機大分子的化學鍵而形成新鍵，但遠低于高能放射性射線，只涉及材料表面，不影響基體的性能。這樣可以改善材料表面的親水性、粘結性以及生物相容性等特性。
等離子體表面處理每秒只能穿透幾個納米的厚度，所以污染層不能太厚，太厚的話等離子體處理的時間相對來說會變得很長，而且還很有可能洗不干凈。
等離子體處理效果存在時效性的缺點，經過等離子體表面處理后的材料需要盡快適用，其存儲時間短。
氧氣等離子體表面處理的致命缺點是處理完的器件容易生成新的氧化物，變成二次污染。
采用等離體表面處理方法的另外一個缺點是處理的工藝復雜，控制不當會使材料表面損傷。
一般來說等離子體表面處理設備普遍都比較昂貴，這也是等離子體表面處理的一個比較不明顯的缺點。
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