等離子清洗機是如何產生等離子體的？
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-10-11
有很多小伙伴很好奇等離子清洗機是如何產生等離子體的？等離子清洗機產生等離子體的方式有很多種，但是都是通過對氣體放電產生的等離子體，目前，工業(yè)上常用的等離子體源有射頻等離子體源、表面波等離子體源、微波等離子體源及脈沖等離子體源等。射頻等離子體源根據放電方式又可分為容性耦合等離子體（CapacitivelyCoupledPlasma,CCP）、感性耦合等離子體（InductivelyCoupledPlasma,ICP）、電子回旋共振(electroncyclotronresonance,ECR)等離子體源等，目前市面上常見的等離子清洗機一般采用CCP容性耦合等離子體發(fā)生方式產生等離子體，其結構如下圖一所示，其放電裝置類似平板電容器，等離子體中的電子通過射頻電場加速，可以產生大面積的均勻等離子體，因此非常適合工業(yè)應用。
圖一 容性耦合等離子體源 (CCP)
CCP是由兩個平行板電極構成的，并在電極上施加一個射頻電源，從而在兩個電極之間產生等離子體，而在等離子體與電極之間存在空間電荷鞘層。放電條件一般為工作氣壓1~1000mTorr，通過電子加熱來維持一種弱電離的等離子體環(huán)境，產生的等離子體的電子密度一般為108~1011cm-3，電子溫度為幾個電子伏特，而離子溫度與背景氣體溫度基本相同。
射頻電容耦合放電等離子體產生機制
從宏觀角度來看，氣體-等離子體分為兩個變化過程：溫度足夠高時，構成分子的原子獲得足夠大的能量，開始彼此分離（離解）；溫度繼續(xù)上升，原子的外層電子擺脫原子核的束縛而成為自由電子（電離）。
引起上述兩個變化過程的有三條途徑：
碰撞：彈性碰撞和非彈性碰撞，能量交換。
光：電子躍遷釋放光子，光子能量足夠大發(fā)生光電離，直接用光照射也可以激發(fā)電離。
熱：氣體溫度較高時，快速運動的粒子數目增多。高能粒子之間相互作用，使它們的動能轉變?yōu)槲荒堋?br />
從微觀角度來看，一切電流通過氣體的現象稱為氣體導電或氣體放電。
在放電電極上加射頻電源后，腔體中極少量的種子電子或者是陰極發(fā)射出的自由電子，在電場作用下快速來回碰撞，產生大量帶電粒子這一過程可由湯森放電來解釋。
湯森放電理論是1903年湯森在研究氣體放電規(guī)律的實驗中得出的結論。當放電空間沒有初始電子，全為中性粒子的情況下，不管在電極兩端增加多高的電壓，都不可能發(fā)生電離形成等離子體。在此基礎上湯森提出了電子雪崩形成的三個過程：
（1）在電場的作用下，空間中的初始電子向陽極運動，與中性的氣體粒子發(fā)生碰撞，產生能量傳遞，電離從而產生新的電子，同時也產生大量帶正電離子。
（2）在電場的作用下，帶正電離子向陰極運動，與中性氣體分子發(fā)生碰撞，頻繁地進行能量交換，也會產生一定數量的電子和正離子。
（3）正離子以一定速度到達陰極，撞擊陰極極板，使其發(fā)射二次電子。
綜上所述等離子清洗機產生等離子體的原理是通過兩個電極之間形成高頻交變電場，用真空泵在裝置的密閉容器中實現一定的真空度，隨著氣體越來越稀薄，分子間距及分子或離子的自由運動距離也越來越長，區(qū)域內氣體在交變電場的激蕩下，形成等離子體。
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