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閱讀：31發布時間：2025-2-22
在工業中，有多種裝置可以產生等離子體，如產生高溫等離子體的“托克馬克"裝置，能夠通過大功率將等離子體加熱到4000萬攝氏度，能夠實現可控核聚變。同時還有多種可以產生低溫等離子體的裝置，能夠廣泛應用于各種材料的表面處理。產生低溫等離子體的方法有輝光放電、介質阻擋放電、電暈放電、射頻放電和微波放電等。
電暈放電等離子體
電暈放電是指在高氣壓下(一個標準大氣壓以上)，將高壓電施加在電極上，其中一個電極曲率半徑較小(比如)，形成分布不均勻的電場(放電電流一般在微安級別)，在電極表面附近有強烈的激發和電離，生成等離子體，并伴有明顯的亮光。電暈放電廣泛存在于自然界中，但由于電場分布十分不均勻，在工業中難以得到應用。
輝光放電等離子體
輝光放電又分為低氣壓輝光放電和大氣壓輝光放電。低氣壓下容易實現輝光放電，這是一種稀薄氣體中的自持放電現象。低氣壓輝光放電主要用于氖穩壓管、氦氖激光器等器件的制造。大氣壓輝光放電是近年來的研究熱點，指的是大氣壓下氣體在電極之間均勻穩定地放電。實際上，大氣壓輝光放電的產生和維持都比較困難，容易由輝光放電過度到電弧放電，產生高溫灼燒。為了獲得大面積的大氣壓輝光放電，已經研究出了多種方法，如等離子陰極放電、毛細管放電、微空心陰極放電、多針電阻電極放電。與低氣壓輝光放電不同，大氣壓輝光放電是一種均勻的放電過程，可以產生大面積、均勻的等離子體。在幾種氣體中，比較適合形成大氣壓輝光放電的是氦氣或氦氣和氧氣的混合氣體。
介質阻擋放電等離子體
介質阻擋放電(DBD)是目前前途的等離子處理方法之一，它不僅可以在大氣壓或低氣壓下直接操作，即便在高氣壓下，也可以避免電弧放電。DBD設備構造簡單，卻能夠產生穩定的等離子源。DBD處理過程無需使用真空設備，因此設備成本和運行成本都大為降低，使得等離子處理發展成連續化工藝成為可能。DBD是將絕緣介質插入放電空間的一種非平衡態氣體交流放電，放電形態較為均勻，充滿整個三維空間，而并非集中于局部的某個放電通道。其優勢是利用介質對擊穿通道進行阻擋，防止了電火花和電弧放電的產生。
微波放電等離子體
微波放電是將微波能量轉換為氣體分子的內能，使之電離、激發以產生等離子體的一種氣體放電方式，是一種電離程度較DBD、輝光放電更高的放電模式，并同時具有更高的化學活性。微波放電同時也是一種無電極放電，避免了電極材料對等離子體的污染。典型的微波放電應用頻率為2450MHz，可用于金剛石氣象沉積、甲烷制氫，氣體凈化、表面蝕刻等方面。微波放電可以在常壓或更高的氣壓下實現。
在以上的幾種氣體放電形式中，所產生的等離子體均可用于材料的表面處理。等離子處理技術可適用于纖維 、 塑料 、 橡膠以及復合材料、金屬、玻璃、陶瓷的表面處理 。
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