
【化】 cold plasma
cold; cold in manner; shot from hiding
【醫】 algor; cry-; crymo-; cryo-; krymo-; kryo-; psychro-
【化】 plasma
冷等離子體(Cold Plasma),又稱非平衡等離子體(Non-equilibrium Plasma),是等離子體物理學中的一個重要概念。從漢英詞典角度可作如下詳細解釋:
中文:冷等離子體
指電子溫度(T~e~)遠高于離子和中性粒子溫度(T~i~ ≈ T~g~)的等離子體狀态。其典型特征為:
英文:Cold Plasma
Defined as a partially ionized gas where electrons are highly energetic (with temperatures of 10⁴–10⁵ K), while heavy particles (ions, neutrals) remain near ambient temperature, enabling low-temperature applications .
能量選擇性
電子通過電場加速獲得動能,與中性粒子碰撞概率低,能量傳遞效率低,形成“冷”效應(來源:《等離子體科學技術詞典》,科學出版社)。
非平衡性
滿足關系式:T~e~ ≫ T~i~ ≈ T~g~
其中 T~e~ 為電子溫度,T~i~ 為離子溫度,T~g~ 為氣體溫度(來源:國家标準《GB/T 4960-2010 核科學技術術語》)。
參數 | 冷等離子體 | 熱等離子體 |
---|---|---|
熱平衡狀态 | 非平衡态 | 局部熱平衡态 |
電子溫度 | 10⁴–10⁵ K | ≈10⁴ K |
氣體溫度 | 300–2000 K | 5000–20000 K |
應用領域 | 材料表面改性、生物醫學 | 焊接、切割、噴塗 |
材料表面處理
通過輝光放電産生冷等離子體,對聚合物表面進行親水性改性(來源:《材料表面等離子體改性技術》,化學工業出版社)。
醫療器械滅菌
低溫特性使其可用于不耐熱醫療器械的殺菌,如内窺鏡消毒(來源:中國食品藥品檢定研究院《醫療設備滅菌技術指南》)。
薄膜沉積工藝
在半導體制造中用于化學氣相沉積(CVD),避免高溫損傷基材(來源:《微電子工藝基礎》,清華大學出版社)。
權威參考來源:
冷等離子體是等離子體的一種特殊狀态,具有以下核心特征和應用:
冷等離子體屬于低溫等離子體範疇,其特點是重粒子(分子、原子、離子)溫度接近室溫,而電子溫度極高(可達10²–10⁵K),整體處于非熱力學平衡态。這種溫度差異使其在保持環境溫度的同時,仍能通過高能電子驅動化學反應。
主要通過低壓放電技術實現,包括:
領域 | 典型應用 | 作用機制 |
---|---|---|
材料科學 | 表面清洗、塗層沉積 | 高能電子引發表面反應 |
環境治理 | 廢氣處理、VOCs分解 | 電子轟擊破壞污染物分子結構 |
生物醫學 | 醫療器械消毒、創面處理 | 活性粒子殺滅微生物 |
電子工業 | 半導體刻蝕、顯示屏制造 | 精準控制材料去除 |
在物理研究中,冷等離子體模型常被簡化為零溫近似,用于分析熱效應可忽略的過程(如特定電磁波傳播)。這種理論處理方式與實際低溫特性形成互補解釋。
(注:更多技術細節可參考、3、7等來源)
【别人正在浏覽】