PLASMA
Plasma工作原理课件(一)
Plasma工作原理课件(一)Plasma工作原理课件是一种介绍离子体和等离子体知识的资料，对于学习物理和化学的人来说，掌握这些概念是非常必要的。
本文将详细介绍Plasma工作原理课件的内容。
一、介绍离子体和等离子体的基本概念。
离子体是指由电离原子、分子或离子构成的带正负电荷粒子的混合物。
等离子体是指一种特殊的离子体，其中电子与正离子呈平衡状态，并且发生了非弹性碰撞，导致一部分电子获得能量，进入高能态。
二、介绍等离子体的分类。
等离子体分为热等离子体和冷等离子体。
热等离子体是指高温下，离子体中的电子和离子能够自由移动，通常应用于等离子体焊接、切割等工艺中。
冷等离子体是指低温下，离子体中的电子和离子能够自由移动，它通常应用于灭菌、净化等领域。
三、介绍等离子体的性质。
等离子体具有多种性质，如等离子体可能导电，可以发出光和热、可以产生电磁辐射、可以做为化学反应媒介。
四、介绍等离子体的产生方法。
等离子体的产生方法一般有：高温等离子体法、射频放电法、微波放电法、激光等离子体法等。
其中，微波放电法较为常见，具有生产等离子体体积大，能量低，且非常稳定的特点。
五、介绍等离子体在工业、医学和科学研究中的应用。
等离子体有着广泛的应用领域。
在工业领域，等离子体可用于切割和焊接、表面涂覆、切削加工和梯度生长等；在医学领域，等离子体可用于消毒和治疗等；在科学研究领域，等离子体可用于研究宇宙和太阳风等。
六、结语。
该课件将帮助学生理解等离子体产生和应用的原理，进一步了解和应用优质的等离子体技术。
通过学习和掌握这些知识，不仅可以开发新的等离子体技术，而且还可以为实现绿色能源、清洁环境等目标做出贡献。
Plasma工作原理
Plasma工作原理
Plasma工作原理是指电离气体的电流传导和能量传输过程。
Plasma是一种高温、高能态的气体，由电子和带正电荷的离
子组成。
在Plasma中，电子具有足够的能量使其从原子或分
子中拆分出来，形成自由的离子和自由电子。
当电场或射频能量作用于气体时，Plasma中的电子被激发，进而与分子或原
子碰撞，产生更多的离子和自由电子，形成复杂的等离子体体系。
Plasma的产生可以通过多种方式，例如放电、射频等。
其中，放电法是较常用的一种。
放电法的原理是通过外加电压，使气体中的电子获得足够的能量，从而与原子或分子碰撞，产生足够的离子和自由电子。
这些离子和自由电子自组织形成Plasma。
在Plasma中，自由电子和离子之间相互作用，使Plasma具有特殊的物理和化学性质，例如高温、高电导率、
高等离子体密度、高化学反应活性等。
Plasma的应用十分广泛，涵盖物理、化学、生物、医学、环保、工业等领域。
例如，在半导体加工中，Plasma用于表面
清洁、沉积、刻蚀等工艺；在制备新材料中，Plasma用于材
料的氧化、氮化、硅化等反应；在环保领域，Plasma用于废气、废水处理等；在医学中，Plasma也被用于抗菌、手术切割、伤口治疗等；另外，Plasma还被用于能源、航天等领域。
Plasma工艺介绍及应用介绍(OK SUN)
• 5、纤维纺织行业：生产电池无纺布隔膜、 水处理用中空纤维膜及各种天然纤维、合 成纤维经等离子处理可改善和提高其渗透 性、亲水性、印染性等多种功能。 • 6、精密仪器、机械及电器制造领域： • (1) 继电器触点氧化层去除，精密零件表面 油污、助焊剂等清洗。 • (2) 电子点火器线圈骨架灌封环氧树脂前处 理提高其粘结性。Fra bibliotek硅胶按键
太阳能电池板
硅晶元
一。线路板行业。 二。BGA/Flip Chip行业。 三。LCD行业。 四。LED行业。 五。IC行业。 六。其他行业等。
一、多层柔性板除胶渣、软硬结合板除胶渣、FR-4 高厚径（纵横）比微孔除胶渣（Desmear）。 目的：提高孔壁与镀铜层结合力，彻底清除胶渣 （smear）；提高通孔连接可靠性，准确控制 Etch back，提高孔镀的信赖性和良率，防止内层 开路。 1、多层柔性板除胶渣：环氧树脂胶（EPOXY）， 亚克力胶（Acrylic）等各种胶系。相比化学药水 除胶渣更稳定，更彻底，良率可提高20%以上。
Plasma处理后
五、表面粗化、活化，改变附着力结合力： • 1、软硬结合板、多层高频板、多层混压板 等 叠层压合前PI、PTFE等基材表面粗化： 由于内层板面光滑，层压困难，表面油污 或者指纹很容易导致层压后结合力不足， 容易分层，等离子处理可把表面异物、氧 化膜、指纹、油污等清除干净，而且可将 表面凹蚀变粗糙，使结合力得到显著提高， 一般可增大10倍以上。
未经Plasma处理前
经Plasma处理后
Plasma处理沉镀铜后
• 2、柔性板激光（Laser）切割金手指后， 边缘出现黑色碳化物，高压测试会产生微 短路，等离子清洗后可将成型边缘之碳化 物清除彻底，杜绝短路。
等离子体源（plasma
等离⼦体源（plasma sources）的原理及应⽤R&R公司同时提供等离⼦体源以及等离⼦体源相关的刻蚀、薄膜沉积设备。
其等离⼦体源主要分成平⾏平板等离⼦体源、微波等离⼦体源以及ICP⾼频等离⼦体源。
平⾏平板等离⼦体源（电容耦合）电容耦合等离⼦体源采⽤直径300mm的两圆型平⾏平板作为上下电极，平板间距离从30mm到100mm可调。
射频电源频率为13.56 MHz，通过配⽹耦合到上下极板上。
样品采⽤电阻式加热，最⾼加热温度600℃，均匀性较好；为了获得更均匀的⽓场，上极板采⽤淋浴头型多孔结构。
微波等离⼦体微波等离⼦体的放电原理与微波离⼦源基本相同，也同样可以利⽤微波电⼦回旋共振(ECR)技术来维持对反应⽓体的辉光放电，对控制薄膜的成分和镀膜内应⼒的较为灵活，它具有运⾏⽓压低(10-1 Pa量级)、等离⼦体密度⾼(1011～1012 cm-3)、电离度⾼(约10%)、反应粒⼦活性⾼、离⼦能量低、⽆⾼能粒⼦损伤、且⽆内电极放电、没有污染、磁场约束、减少等离⼦体与反应室壁的相互作⽤、薄膜杂质含量少等许多其它⼯艺⽆法相⽐的优点，因⽽具有低温下制备均匀、致密、光滑、纯净的⾼品质功能性薄膜的巨⼤潜⼒。
电感耦合(ICP)⾼频等离⼦体利⽤电感耦合⾼频等离⼦体（ICP）装置由⾼频发⽣器和感应圈、辉光放电管和供⽓系统、试样引⼊系统三部分组成。
⾼频发⽣器的作⽤是产⽣⾼频磁场以供给等离⼦体能量。
当有⾼频电流通过线圈时，产⽣轴向磁场，这时若⽤⾼频点⽕装置产⽣放电，形成的离⼦与电⼦在电磁场作⽤下，与原⼦碰撞并使之电离，形成更多的载流⼦，当载流⼦多到⾜以使⽓体有⾜够的导电率时，在垂直于磁场⽅向的截⾯上就会感⽣出流经闭合圆形路径的涡流，强⼤的电流产⽣⾼热⼜将⽓体加热。
感应线圈将能量耦合给等离⼦体，并维持等离⼦辉光放电。
等离⼦体源的应⽤反应离⼦刻蚀RIE反应离⼦刻蚀：这种刻蚀过程同时兼有物理和化学两种作⽤。
Plasma原理介绍
等离子体波仿真。利用粒子模拟法跟 踪带电粒子在电磁场中的运动，模拟 等离子体波的传播和演化过程，研究 等离子体波的激发机制、传播特性等 问题。
03ห้องสมุดไป่ตู้
案例三
等离子体化学反应仿真。通过建立化 学反应动力学模型、设置反应条件和 边界条件等步骤，模拟等离子体中的 化学反应过程，分析反应产物的成分 和性质。
感谢观看
应用领域
金属、陶瓷、塑料等材料的表面改性 ，提高材料的性能和使用寿命。
环保领域中的等离子体处理技术
等离子体环保技术
利用等离子体的高能量密度和活性物种，对 废气、废水中的污染物进行高效处理。
应用领域
工业废气处理、污水处理、固体废弃物处理 等，实现环保和资源的有效利用。
05
Plasma诊断技术与方法
04
Plasma化学性质与应用研 究
等离子体化学反应类型及特点
等离子体化学反应类型
包括分解反应、合成反应、氧化还原反 应等。
VS
等离子体化学反应特点
反应速率快、反应条件温和、反应选择性 高。
材料表面改性技术应用
材料表面改性方法
通过等离子体处理改变材料表面的物 理和化学性质，如提高硬度、耐磨性 、耐腐蚀性等。
Plasma，中文称为“等离子体”，是 由部分电子被剥夺后的原子及原子团 被电离后产生的正负离子组成的离子 化气体状物质。
发Pla展sm历a的程研究起源于19世纪，随着
20世纪物理学的发展，尤其是电磁学 和原子物理学的进步，人们对Plasma 的认识逐渐深入。目前，Plasma技术 已广泛应用于能源、材料、环保、医 学等领域。
间距。
02
反应器设计
反应器的形状、材料和内部结构等参数会影响等离子体的分布和均匀性
plasma原理
干涉测量（Interferometry）
利用光的干涉现象测量等离子体的电子密度分布和折射率变化，从而得到等离子体的密 度和形状。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电学诊断技术
静电探针（Langmuir Probe）
通过测量插入等离子体中的静电探针上的电流和电压特性，可以推断出等离子体的电子 密度、电子温度和等离子体电位等参数。
。因为粒子运动形成电流，而电流又产生磁场并反过来影响粒子运动。
等离子体分类与特点
高温等离子体
低温等离子体
温度相当于108~109K完全电离的等离子体 ，如太阳、受控热核聚变等离子体。
指部分电离的，整体保持电中性的气体， 其温度一般略高于或接近常温。
燃烧等离子体
辉光放电等离子体
温度为102~105K，适当浓度的燃料和氧化 剂混合并点燃后，高温燃烧产生的包含大 量正负带电粒子和中性粒子的体系。
plasma原理
汇报人：XX
目 录
• 等离子体基本概念与性质 • Plasma产生方法与设备 • Plasma物理过程与机制 • Plasma化学过程与反应机制 • Plasma诊断技术与方法 • Plasma应用领域及前景展望
01
等离子体基本概念与性质
等离子体定义及组成
等离子体定义
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成 的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动行为 主要由电磁力支配，并表现出显著的集体行为。
03
Plasma物理过程与机制
粒子间相互作用力
库仑力
带电粒子之间的相互作用力，遵 循库仑定律，同种电荷相互排斥 ，异种电荷相互吸引。
plasma 原理
plasma 原理
Plasma是一种物理状态，它由离子和自由电子组成的等离子体。
等离子体可以通过给予气体足够高的能量来产生，通常通过加热或施加电场来实现。
在等离子体中，电子从原子或分子中被剥离出来，形成带电的离子和自由电子。
这些带电粒子可以自由运动，并且在外加电场下会形成电流。
等离子体的特殊性质使其在许多应用中具有重要作用。
例如，等离子体在光谱分析中用于检测元素、制造电视和显示器中的图像、以及用于加工材料。
等离子体还被用于产生高温和高能量的环境，例如聚变反应中用于模拟太阳核聚变。
此外，等离子体技术还被应用于医学、环境保护和空气净化等领域。
在等离子体中，带电的粒子相互作用产生了大量的电磁辐射，包括可见光和紫外线。
这些辐射的特性使得等离子体在研究和应用中发挥着重要的作用。
此外，等离子体还表现出高度的离散性和非线性行为，这使得对其进行理论和实验研究变得非常具有挑战性。
总之，等离子体是由带电粒子组成的一种物理状态，具有独特的性质和应用。
对于研究和利用等离子体，我们不断深入理解其原理和特性，有助于推动科学和工程领域的发展。
plasma原理
plasma原理
plasma是一种高度电离的物质，由离子和自由电子组成。
它是由高温或强电场导致的气体分子电离而形成的。
在常规气体中，原子或分子处于自由活动状态，相互之间保持着静态平衡。
当能量输入到气体中，例如通过加热或电离，气体原子中的电子可以吸收足够的能量，并从束缚态跃迁到自由态，形成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子。
这个高度电离的气体状态就是等离子体。
等离子体具有许多独特的性质，包括高导电性、高温度和高能量。
它们呈现出偏离常规气体行为的特点，如电磁波的发射和吸收，以及对外加电场的响应。
等离子体在许多领域都有广泛的应用。
在工业上，等离子体被用于材料表面处理，例如等离子体刻蚀用于芯片制造。
它们还可以用于光源和激光器的激发，以及制造等离子体显示屏等。
在自然界中，等离子体也是普遍存在的。
例如，太阳和其他恒星的核心就是一个巨大的等离子体，通过聚变反应产生能量。
闪电也是由等离子体形成的，通过电荷分离和击穿空气产生闪电的现象。
总的来说，等离子体是一种高度电离的气体状态，具有许多特殊的性质和广泛的应用。
它在科学和工程领域中具有重要的地位，对于我们的日常生活和了解宇宙中的各种现象都有着重要意义。
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摘
要 ：介 绍 了 一 种 新 的 铝 及 铝 合 金 的 焊 接 方 法 ， Ｐ Ａ ＭＡ ＭＩ 焊 。 分 别 对 系 统 的 硬 件 组 即 ＬＳ ． Ｇ 并
成 、 件 系 统 进 行 了分 析 ， 出 ｌ整 体 实 施 方 案 ． 用 双 电 弧 Ｐ Ａ ＭＡ 弧 和 ＭＩ 软 提 『 利 ＬＳ Ｇ弧 燃 烧 ． 缝 成 形 焊
ＭＡ—ＭＩ Ｇ焊 接 铝 及 铝 合 金 的方 法 ， 足 工 厂 的 满
实际 要 求Ｌ ｊ ５ ．
它和 第一 台 电源 在 Ｐ Ｉ ｃ的指 挥下 协 调 工 作 ， 设计 中变动 了焊 机 的 部分 电路 ． 蔽 了高频 引弧 信 号， 屏 如 图 １所 示， 免 了高 频 对控 制 系统 的 干扰 ； 各 避 在 电路板 中 引出 了一 些 开关 量 进 入 Ｐ ， 加 了引 Ｉ 增 ｃ 弧 和熄 弧 控 制 （ 图 ２所 示 ） 送 气 与 停 气 控 制 如 和 （ 图 ３所示 ） 两 个 电源 的连 接 如图 ４所 示 ． 如 ， １ ３ 转 胎 电路 改造 ． 转 眙是 用 来 固 定 工 件 的 ， 文 采 用 的 是 天 津 本 鼎盛 公 司的 产 品 ． 过 启动 开 关 便 可进 行 自动 控 通 制 ． 新 设 计 ｒ模 拟 电路 通 讯 口． 来 与 Ｐ 重 用 Ｉ ｃ进 行连 接 ， 而 达 到 变速 的 目的， 电 路 如 ５所 从 其
利… ． 单纯 的 Ｐ Ｓ Ｉ ＭＡ焊 或 ＭＩ Ａ Ｇ焊 ， 厚大 截 面 在
机 ） 有时 ： 扰 太强 而 无法 正 常 工 作 ； Ｐ ， ｉ 二 而 Ｉ ｃ具 有操 作 简单 ． 命 长 ， 定性 好 ， 电 磁干 扰 强 等 寿 稳 抗 优点 ， 用在 焊接 中作 为控制 核 ，、本 次研 究 中选 适 ． 用 Ｓ ＭＥ ７３ ０型 ｌ ， 以满 足 设计 要 求 ． Ｉ ＮＳｓ ０ ９可 』
电焊 叽 ， 带有 微 处理 控制 器， 由它 集 中处理 听有 的 焊 接 数据 ， 学 化控制 监 控 整个 焊接 过 程 ． 对焊 数 并 接过 程的 变 化快 速 做 出 反 应 ． 由于 该 电焊 机 是 采 用一元 化调 节 的单 板 机 控 制 系统 的 固 定 产 品 ， 其 二次 开发 难 度非 常大 ． 计 中利 用 Ｐ 设 Ｉ Ｃ来控 制 焊 机 的通 、 ， 断 以等 效 电路 替 代 其 一 元 化 删 节 旋 钮 ， 达 到 了调 节焊 接 规范 参 数 的 目的 ． 第 ｌ台 电源 ＯＴ ３ ０由 日本 制 造 ， 有 多 ＿ ＿ Ｉ ＣＰ ０ 具
好 ， 量 好 ． 单 纯 使 用 Ｔ Ｇ弧 或 ＭＩ 弧 相 比 效 率 明 显 提 高 ． 质 与 Ｉ Ｇ
关
键
词 ： Ｌ Ｓ ～ Ｇ 焊 接 ；自动 控 制 ；双 电 弧 Ｐ Ａ ＭＡ ＭＩ 文 献 标 识 码 ：Ａ
中图 分 类 号 ： ８ ＴＧ４ ３
Ｐ ｓ — Ｉ 焊 接 又 称 为 Ｐ ｓ — Ｉ ＭＡ Ｍ Ｇ Ａ Ｉ ＭＡ ＧＭＡ Ａ 焊 接 ． １７ 自 ９ ２年 荷 兰 Ｐ ｌ Ｐ ＨＩ ｉ Ｓ研究 实验 中心 ｗ ． Ｇ． Ｓ ＷＲ 和 Ａ， Ｌ Ｅ Ｆ Ｎ 等 人 首 次 在 ＥＳ Ｓ Ｃ． Ｉ Ｆ ＫＥ ＜ ＨＩ Ｉ ＳＷＥ Ｉ Ｅ Ｏ Ｅ ） Ｐ Ｉ Ｐ Ｉ ＮＧ Ｒ Ｐ ＲＴ Ｒ 推出 后 ， 到 Ｄ 得 了焊 接 界 的 关 注 ， ＨＩ Ｐ Ｐ Ｓ公 司 对 此 申请 了 专 Ｉ
文章 编 号 ：１０ ０ ０—１ ４ （ ０ ２ ０ ６ ６ ２ ０ ）５—０ ７ ３ ８—０ ３
Ｐ ＡＳ Ｌ ＭＡ— Ｉ 焊 接 控 制 系统 的 研 制 Ｍ Ｇ
张 义 顺’ 马国红’ 。 ，邵 成 吉 ，王 蕊 ’ 哗 ，周
（ ．沈 阳 工业 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，辽 宁 沈 阳 １０ ２ ： ．沈 阳 高 压 开 关 有 限 责 任 公 司 ，辽 宁 沈 阳 １０ ２ ） １ １０ ３ ２ １０ ５
项功能， 它是 采用 高频 引弧方 式 进 行焊 接 ． 为了 使
高效 率 的 焊 接 ．目前 国 内 的 一 些 单 位 在 单 一
Ｐ Ｓ Ｉ ＭＡ焊 或 ＭＩ 焊 中 用 Ｐ 为 核 心 控 制 元 Ａ Ｇ Ｉ Ｃ 件方 面做 了大 量 工 作 ， 西 北 工 业 大 学 的 多功 能 如 等离 子弧 装 置 ｌ ， 中 理 工 大 学 研 制 的等 离子 弧 ３华 Ｊ 喷焊 的可编 程 序控制 系统 【 等 ． ４ ］ 本 文 的设计 便是 基 于 自动 化技 术 在焊 接 中 的 应 用及焊 接 发展 的方 向提 出 的 ． 要 是 用 Ｐ Ｓ 主 Ｉ ～ Ａ
１ ２ 电 源的 改造 ．
设 计 中 选 用 的 焊 接 电 源 有 两 台， 一 台 是 第
ＭＩ 电源 ， Ｆ ＯＮＩ Ｇ 是 Ｒ ＵＳ公 司 的 Ｔ Ｓ ０ ０型 ； Ｐ ５０ 第
有 色金 属焊 接 时 ， 有时 存 在 电弧 不 稳 定 、 焊接 成 形 和 内 在 质 量 不 好、 接 效 率 低 等 问 题【 ； 焊 々 而
Ｐ ＭＡ ＭＩ Ｉ ＡＳ － Ｇ焊 则 是 在 一 个 枪 体 中双 电弧 同 时
二 台 是 Ｐ Ｓ 二 Ｉ ＭＡ 电源 ， Ａ ＤＡＩ Ｎ（ ＴＣ） 司 的 ＨＥ Ｏ 公
Ａ Ｇ ３ ０型 ． 中， Ｐ ５ ０ Ｒ ＯＰ０ 其 Ｔ Ｓ ０ ０型 是 一 种 数 学 化
工 作 ， 二 者 的优 点 共 存 ， 将 克服 不 足 ， 行 高质 量 进
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摹２ ４卷 第 ５期
２０ ０２年 １０ 月 沈阳工 Nhomakorabea业
大
学
＝
学
报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＳ ｅ ｙ ｎ ｉｅ ｓｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｈ ｎ ａ ｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｙ
： ＝＝ ＝＝＝ ＝＝＝ ＝＝ ＝ ＝ ＝＝ ＝＝ ＝＝： ＝： ＝ ＝ 二 ＝ ＝：： ：＝ ＝＝ 二 ＝二 ＿＝＝＝一 ＝＝ ＝＝＝： ＿ 二 ＿