无论是大气(常压)等离子清洗机,还是真空(低压)等离子清洗机,在对材料进行表面改性的时候都会通入工艺气体,如无水无油的干净压缩空气,有一定纯度要求的氮气、氧气、氩气等,那么这些未经过处理的气体和等离子体有什么区别呢?
等离子清洗机中通入的普通工艺气体要想转化为等离子体,每个粒子大约需要::(1~30eV(1eV=1.6022×10-19焦耳)的能量,其中的粒子具有较高的活性和能量密度。
但要注意的是,电离的气体不一定是就是等离子体,虽然等离子体和普通气体存在一些共同特点,如它们均满足气体状态方程,但它们却有截然不同的性质,主要的3个方面的区别,现对比如下:
从带电性来说,普通气体的粒子是呈电中性的,本身不带电,而等离子体则由大量的电子和离子组成,因此粒子是带电的,其中离子带正电,电子带负电。
相互作用的过程二者也不相同,在普通气体中粒子之间的相互作用主要是彼此之间的碰撞,是短程牛顿力的作用,其有效作用半径远小于粒子平均自由程,绝大多数时间内,粒子都是匀速直线运动,当它碰到另一个粒子时,速度大小和方向可认为瞬时地发生突发,因此粒子运动轨迹是直线段连成的折线。
而等离子体中大量带电粒子之间的相互作用,即长程库仑力的作用,多个带电粒子之间的集体相互作用要压倒两个粒子之间的碰撞,带电粒子大角度的偏转是多重小角度偏转积累而成的,所以带电粒子的运动轨迹不是简单折线,而是不断发生的小波折并逐渐形成大拐弯的曲线。最后普通气体的粒子间的碰撞方式一般为弹性碰撞,等离子体粒子间的碰撞除弹性碰撞之外还有非弹性碰撞,而且大量的是非弹性碰撞。
以上便是关于等离子体与普通气体之间的差异的介绍了,由此我们也可以知道形成等离子体需要的能量也不小,而等离子体之所以经常被用来进行表面处理的加工,也正是因为在从普通气体转变到等离子体的过程中得到了许多特殊的性质。