等離子體技術(shù)及其應用介紹隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,等離子體技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)了,逐漸形成了一個(gè)新興的科技體系。我們都知道,普通化學(xué)反應產(chǎn)生的溫度只有二千多度,而在低溫等離子體中電子溫度可達一萬(wàn)多度以上,足以使氣體分子激發(fā)電離,產(chǎn)生許多在通常條件下不能發(fā)生的化學(xué)反應,獲得通常條件下不能得到的化合物或化工產(chǎn)品。這勢必會(huì )造就很多性能優(yōu)良的新物質(zhì),所以,等離子體技術(shù)將會(huì )有廣泛的應用前景。
等離子體及其特性
等離子體是由電子、離子、原子和中性的分子混合在一起構成的,它是一個(gè)物理中的概念,在自然界之中,它是在距地面大約60~100千米高空的大氣層之中,在太陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)、其他的宇宙射線(xiàn)的輻射之下,使空氣中的分子發(fā)生電離反應而被電離,成為電子、離子。這些電子和離子、中性的分子、原子都混和在一起。因此,在此高度的大氣層也被稱(chēng)為電離層。等離子體及其特性等離子體是由電子、離子、原子和中性的分子混合在一起構成的,它是一個(gè)物理中的概念,在自然界之中,它是在距地面大約60~100千米高空的大氣層之中,在太陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)、其他的宇宙射線(xiàn)的輻射之下,使空氣中的分子發(fā)生電離反應而被電離,成為電子、離子。這些電子和離子、中性的分子、原子都混和在一起。因此,在此高度的大氣層也被稱(chēng)為電離層。
我們知道,普通氣體是由分子構成的,而等離子體是由大量的離子、電子、中性分子、原子構成的;普通分子其分子之間的力是短程力,等離子體的粒子之間屬于長(cháng)程力,是庫侖力;最普通氣體在常溫時(shí)分子之間沒(méi)有明顯的相互作用,可以按分子的運動(dòng)規律來(lái)描述它的運動(dòng),而等離子體則不同,它雖然和普通氣體一樣整體上對外不顯電性,但其運動(dòng)的時(shí)候會(huì )引起電流,電流會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng),運動(dòng)時(shí)造成的正負電荷的局部聚集,聚集的電荷又會(huì )產(chǎn)生電場(chǎng),由于電場(chǎng)力和力洛倫茲力的作用,使得等離子體產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)又會(huì )影響帶電離子的運動(dòng),所受的洛倫茲力能使得等離子體被磁場(chǎng)約束,做洛倫茲力作用下的回旋運動(dòng)。
一般情況下,物質(zhì)有三態(tài),即固體、液體和氣體。根據導電性能的不同,固體分導體、半導體和絕緣體;液體通過(guò)其中的正負離子導電;氣體一般不導電。而等離子體一般都有很大的電導率,在電磁性能上完全不同于普通氣體,所以,有人稱(chēng)等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)。
等離子體技術(shù)的應用分析
1等離子體技術(shù)在醫學(xué)上的應用
眾所周知,等離子體技術(shù)在微電子方面應用比較廣泛,但是,等離子體化學(xué)蒸氣沉積方法和聚合方法對材料表面進(jìn)行修飾和涂覆,可以改善生物材料的血液相容性,這些方法也適用于有機聚合物材料,這些聚合物材料廣泛應用于醫學(xué)。
實(shí)踐證明,正常血管中的血小板的聚集和釋放呈現動(dòng)態(tài)平衡時(shí)一般不會(huì )形成血栓,如果聚集大于釋放,就會(huì )形成血栓,如果使用等離子體沉積聚合物膜,血液流經(jīng)此膜表面時(shí),層流加快,渦流較少發(fā)生,很少觀(guān)察到停滯點(diǎn)流,出現血栓的機會(huì )比未經(jīng)等離子處理的材料大大減少;等離子體沉積、聚合和處理技術(shù)不僅應用于抗凝血材料,還應用于眼科材料、口腔材料、藥物釋放系統、骨科材料、生物傳感器材料,以及材料、器件表面的清洗、消毒、滅菌等??傊?,等離子體技術(shù)在生物醫學(xué)材料方面顯示了廣闊的應用前景。
2等離子體技術(shù)在隱形技術(shù)中的應用
探測器雷達是通過(guò)對電磁波的發(fā)射和接收發(fā)現目標的,電磁波會(huì )受到等離子體影響而改變運行路線(xiàn),可能被反射回來(lái),或者被吸收,從而影響雷達的探測效果,干擾雷達信號的準確接收。
等離子體隱形技術(shù)可以讓飛機被雷達發(fā)現概率幾乎為零,等離子體隱身具有吸收率高,隱形效果好,使用簡(jiǎn)便方便,使用的時(shí)間長(cháng),價(jià)格低,維護的成本低等優(yōu)點(diǎn),特別是我們不需要改變飛機的外形設計,也不影響飛機的飛行性能。
3等離子體在工業(yè)上的應用
等離子體處理紡織品的原理,是把其能量通過(guò)光輻射、中性分子流和離子流作用到聚合物的表面,使聚合物的表面發(fā)生性質(zhì)的改變。在這個(gè)過(guò)程中,等離子體中的分子、原子和離子能夠滲入到紡織材料的表面,材料的表面的原子滲入等離子體中,會(huì )破壞纖維表面的大分子鏈,腐蝕纖維,在其表面產(chǎn)生了粗糙凹坑,使得紡織品的表面吸濕性和粘著(zhù)性增加,可以增加纖維之間的摩擦力,同時(shí)還可能產(chǎn)生化學(xué)反應,使紡織品的表面產(chǎn)生化學(xué)和物理的性質(zhì)的改變。
等離子體技術(shù)在紡織染整工業(yè)生產(chǎn)應用廣泛,紡織染整工業(yè)仍以濕加工為主,耗水多,還會(huì )給水帶來(lái)污染,還對纖維的表面有破壞作用。如果采用等離子體技術(shù),等離子體技術(shù)采用的是氣體體系的處理,不僅節水節能,還能減少環(huán)境污染,其操作既簡(jiǎn)單又容易控制。所以說(shuō),等離子體技術(shù)很適合生態(tài)紡織品的良性發(fā)展,也越來(lái)越多地受到人們的高度重視。
等離子體也可用于羊毛的處理,我們知道,在羊毛的表面有鱗片結構,因此很容易產(chǎn)生摩擦起電,從而造成毛氈收縮。氯化處理是傳統的處理羊毛的方法,不僅不利于環(huán)保,對羊毛也有傷害,如果用等離子體處理,羊毛的潤濕性和溶脹性都大大提高,對纖維損傷很小,經(jīng)過(guò)等離子體處理的羊毛纖維表面親水性增強,在洗滌過(guò)程中形成水膜,減少了摩擦,達到了防氈縮的目的。
4等離子體技術(shù)在高危垃圾處理中的應用
我們知道,在醫療垃圾中,有大量的廢舊的針管、廢舊的電池、廢燈管,它們都含有各種有害物質(zhì),這些垃圾屬于高風(fēng)險廢物,對人類(lèi)和環(huán)境具有潛在的危害,傳統的方法要消耗大量的燃料,廢棄物不容易完全地溶解,還會(huì )產(chǎn)生大量的廢氣,通過(guò)等離子體技術(shù),可以對廢物進(jìn)行高溫分解,破壞其中的有毒固體廢棄物,使之生成玻璃化物質(zhì),這樣不僅分解了垃圾,還避免了污染。
在當今的信息時(shí)代里,高新技術(shù)在迅猛的發(fā)展,并應用于各行各業(yè),除了現代化學(xué)、生物化學(xué)及計算機的應用外,等離子體技術(shù)的應用使醫學(xué)、軍事、工業(yè)、高危垃圾污染等方面開(kāi)拓了美好前景?,F代物理學(xué)中的等離子體技術(shù)也已滲透到了各個(gè)行業(yè),提高了科技技術(shù)含量,可以利用等離子體一些特殊的質(zhì),進(jìn)行其他加工方法無(wú)法實(shí)現的處理,等離子體技術(shù)符合許多行業(yè)的要求,其必將推動(dòng)許多領(lǐng)域快速地向前發(fā)展。等離子體技術(shù)及其應用介紹00224525