《等离子体放电原理与材料处理》勘误表 v1.6
等离子体实验讲义
气体放电中等离子体的研究一、 实验目的1.了解气体放电中等离子体的特性。
2.利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
二．实验原理1.等离子体及其物理特性等离子体(又称等离子区)定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。
也就是说，其中正负电荷密度相等，整体上呈现电中性。
等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。
等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
虽然等离子体宏观上是电中性的，但是由于电子的热运动，等离子体局部会偏离电中性。
电荷之间的库仑相互作用，使这种偏离电中性的范围不能无限扩大，最终使电中性得以恢复。
偏离电中性的区域最大尺度称为德拜长度λD 。
当系统尺度L ＞λD 时，系统呈现电中性，当L ＜λD 时，系统可能出现非电中性。
2.等离子体的主要参量描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度e T 。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为e n ，正离子密度为i n ，在等离子体中e i n n 。
（3）轴向电场强度L E 。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能e E 。
（5）空间电位分布。
此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库仑力，使它们在无规则的热运动之外，能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率Fp 称为朗缪尔频率或等离子体频率。
电子振荡时辐射的电磁波称为等离子体电磁辐射。
3.稀薄气体产生的辉光放电本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在1０～1０2P ａ时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
等离子体放电实验
等离子体放电实验等离子体放电实验是一种重要的物理实验，其通过在低温、气体或等离子体中施加电场来产生和研究等离子体的放电现象。
等离子体是一种由电离的气体分子、电子和正离子组成的第四态物质，具有高温、高能量和高电导性的特点，应用广泛，涉及到能源、材料、环境等多个领域。
在进行等离子体放电实验之前，我们首先需要了解与等离子体放电相关的物理定律。
其中，最基本的定律是库仑定律，它描述了两个电荷之间的相互作用力。
根据库仑定律，当两个电荷之间距离增大时，相互作用力减小；而当电荷之间电荷量增大时，相互作用力增大。
在等离子体放电实验中，库仑定律被用于描述气体分子与电子、正离子之间的相互作用力。
另一个重要的定律是欧姆定律，它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻。
在等离子体放电实验中，电流是实验过程中的重要参数，可以通过测量电压和电阻来求得。
在进行等离子体放电实验之前，我们需要准备实验设备和材料。
首先, 我们需要一个真空室。
实验需要在低压环境中进行，因此需要一个密封良好的真空室。
其次, 我们需要一个电源，用于施加电场。
电源需要能够提供足够的电流和电压，以产生所需的放电现象。
另外, 我们还需要一些测量仪器，如电压表、电流表等，用于测量电压、电流和其他参数。
接下来，我们将详细介绍等离子体放电实验的过程。
首先，将气体注入真空室中并抽取空气，使真空室内部的压力降低到所需的范围。
然后，将电极引入真空室，并将其与电源相连接。
通过调节电源的电流和电压，可以改变电场强度和方向。
当电场强度达到一定程度时，气体分子将被电离，形成等离子体。
实验过程中，我们可以通过观察等离子体颜色、形态和发光现象等来研究等离子体的性质。
不同气体、不同电场条件下，等离子体的性质和行为都会发生变化。
例如，当气体分子被电离时，电子会向电极移动，产生电流。
我们可以通过测量电流的变化来研究等离子体的导电性质。
此外，等离子体还会发生辐射现象，通过观察辐射的光谱，我们可以分析等离子体中的元素成分和能级结构。
等离子体与电磁场的相互作用精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版等离子体与电磁场的相互作用等离子体与电磁场的相互作用是一门重要的物理学领域，它涉及到等离子体的性质以及电磁场对等离子体的影响。
在我们日常生活中，等离子体和电磁场的相互作用可以表现为多种现象，例如闪电、等离子体灯、等离子体切割等。
本文将探讨等离子体与电磁场的相互作用的一些基本原理和应用。
首先，我们来了解一下等离子体的基本概念。
等离子体是一种由正负电荷粒子组成的物质，其中正电荷粒子被称为离子，负电荷粒子被称为电子。
等离子体可以通过加热、电离或辐射等方式产生。
在等离子体中，正负电荷粒子的数量大致相等，使得整个等离子体呈现中性的特性。
等离子体与电磁场的相互作用主要通过电磁力来实现。
电磁力是一种基本的物理力，它由电场和磁场相互作用而产生。
当等离子体中的电子受到电磁场的作用时，它们会受到电场力和洛伦兹力的影响。
电场力是由电场中的电荷引起的力，它的大小与电荷的电量成正比，与电荷与电场之间的距离成反比。
洛伦兹力是由磁场中的电荷运动引起的力，它的大小与电荷的电量、电荷的速度以及磁场的强度和方向有关。
等离子体与电磁场的相互作用可以表现为多种现象。
一个典型的例子是闪电。
当云层中的水蒸气被加热形成等离子体时，电磁场的作用使得等离子体中的电荷分离，形成正电荷和负电荷的分布。
当电场强度达到一定程度时，电荷之间的电压差会引发放电现象，形成闪电。
闪电释放出的能量非常巨大，可以引起强烈的光和声效应。
此外，等离子体与电磁场的相互作用还可以应用于等离子体灯和等离子体切割等领域。
等离子体灯是一种利用等离子体的发光性质制造的照明设备。
当电磁场作用于等离子体时，电子被激发到高能级，当电子回到低能级时会释放出能量，产生可见光。
这种发光现象使得等离子体灯具有独特的光效和颜色。
等离子体切割是一种利用等离子体的高温和高能量特性进行金属切割的技术。
当电磁场作用于等离子体时，等离子体中的离子和电子会受到加热和加速，形成高温和高能量的等离子体束，可以用于切割金属。
等离子体放电实验报告
等离子体放电实验报告等离子体放电实验报告引言：等离子体是一种由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的高度电离的气体。
等离子体放电实验是一种常见的物理实验，通过施加电场或电压，使气体中的原子或分子电离，形成等离子体，并观察等离子体的放电现象。
本实验旨在探究等离子体放电的特性和规律。
实验设备和方法：1. 实验设备：- 玻璃管：用于容纳气体和形成等离子体的容器；- 电源：用于提供电场或电压；- 气体：常用的气体有氩气、氢气等；- 电压表和电流表：用于测量电场强度和电流。
2. 实验方法：- 将玻璃管充满所选气体；- 将电源接入玻璃管两端，施加适当的电压；- 观察等离子体的放电现象，并记录电流和电场强度的变化；- 改变电压、气体种类或气体压强，重复实验并记录观察结果。
实验结果与分析：1. 放电现象：在实验中，我们观察到等离子体放电时，玻璃管内的气体会发出明亮的光芒，且电流表会显示出电流的变化。
放电现象的强弱和稳定性与电压的大小、气体种类和气体压强有关。
2. 放电规律：- 电压与放电强度的关系：实验中发现，随着电压的增加，放电强度也增加。
当电压达到一定值时，放电强度会迅速增加，形成较强的等离子体。
- 气体种类与放电强度的关系：不同气体的放电特性不同。
例如，氩气放电强度较大，而氢气放电强度较小。
这是因为气体中的原子或分子电离能不同，导致放电特性的差异。
- 气体压强与放电强度的关系：实验中发现，当气体压强较低时，放电强度较小；当气体压强较高时，放电强度较大。
这是因为气体压强的增加会增加原子或分子电离的机会，从而增强放电现象。
实验讨论与应用：1. 实验讨论：- 等离子体放电实验是研究等离子体物理性质的重要手段，通过实验可以深入了解等离子体的形成、结构和特性。
- 等离子体放电现象在自然界和工业中广泛存在。
例如，闪电就是大气中的等离子体放电现象，等离子体放电技术也被应用于气体放电灯、等离子体刻蚀等领域。
2. 应用展望：- 等离子体放电技术在材料加工、环境治理、能源研究等方面具有广阔的应用前景。
放电等离子体
放电等离子烧结技术的工艺特点 SPS的缺点 等离子烧结时烧结温度的准确测量： 产生等离子体的微波或高频波严重干扰双金属热电偶，从而 无法用热电偶测量温度。 由于等离子体发光和石英管遮挡的干扰，用光学高温测量计 将引入较大的误差。 对于非常高温的烧结体用红外线测温仪，由于模具头两端受
力不均匀，使得测量结果偏离准确值，因而引起实验误差。
1 1
(5)
当 << K
1 时 V k 1 0
I AD exp W0 K1 j 2V kT0
1
(6)
TAIYUAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
放电等离子烧结技术的原理 若σn>σ0, ζ=(σ0-σn)(σn+2σ0)-1 <0 Wc=K1j2ζV<0 I>I0
taiyuanuniversityfoftechnology气体发生电离时可以转变为等离子体并非任何电离气体都是等离子体气体发生电离时可以转变为等离子体并非任何电离气体都是等离子体电离度放电等离子烧结技术的原理电离度大到一定程度使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足以限制其自身运动使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足以限制其自身运动仅是互不相关的各部分的简单加和不具备作为物质的第四态的特征仅是互不相关的各部分的简单加和不具备作为物质的第四态的特征仍属于气态体系的性质从量变到质变电离气体体系的性质从量变到质变电离气体转变成等离子体体系中只有少数粒子电离taiyuanuniversityfoftechnology等离子体一般分两类
放电等离子烧结技术的原理 求解式（3）可得到：
Wc K1 j 2V
积，ζ=(σ0-σn)(σn+2σ0)-1(式中σn为形核后的电导率)
等离子体点火系统故障判断剖析
告警值设定整流控制柜PLC文本显示器设有多种故障和告警信息，发生故障时，电源盘黄色指示灯亮起，文本显示器显示相应的故障信息，可就地按动“信号复位”按钮将信号复归，详细故障信息和发生的时间需到电子间PLC控制柜彩色触摸屏上查询。
主要故障保护信号有：⏹等离子体点火器突然断弧，点火器跳闸；⏹等离子体点火器弧压偏高，设定为600V，10sec.，告警；⏹等离子体点火器弧压过高，过电压限制设定为620V，1min.，点火器跳闸；⏹等离子体点火器弧压偏低，设定为510V，10sec.，告警；⏹等离子体点火器弧压过低，欠电压限制设定为480V，0.2sec.，跳闸；⏹等离子体点火器过电流，过电流限制设定为220A，10sec.，告警；⏹等离子体点火器过电流，过电流限制设定为250A，0.2sec.，跳闸；⏹等离子体点火器欠电流，欠电流限制设定为160A，10sec.，告警；⏹等离子体点火器欠电流，欠电流限制设定为140A，1sec.，跳闸；⏹工质气体压力过低，动作定值为8kPa，1sec，跳闸；⏹冷却水丧失，10sec，跳闸；⏹整流电源故障，0sec，跳闸。
6.4.3 运行中等离子体点火器断弧及处理(1) 断弧的主要原因等离子体点火器运行中出现断弧的主要原因有：等离子体点火器供电电源失去；等离子体点火器直流电源故障；冷却水不正常；等离子体工质气体压力过高或过低；阴极头烧损；等离子体点火器故障；运行人员误操作。
(2) 单个等离子体点火器断弧后的处理(a) 如是因等离子体弧压过高或过低引起断弧，应检查等离子体工质气体系统（压缩空气系统）是否稳定，待供气系统稳定后，再将该等离子体点火器投入运行。
(b) 如是由于电极头烧损或阴极寿命达到终点而断弧，应及时更换阴极头。
(c) 由于电源故障引起的跳闸应详细查找电源故障原因，及时解决问题后重新拉弧。
(d) 由于故障原因是过电流或欠电流导致的跳闸，应重点检查直流供电回路和点火器，消除引起过欠电流的故障因素后重新拉弧。
氧等离子体处理原理
氧等离子体处理原理氧等离子体处理是一种新型的表面处理技术，它利用氧等离子体对材料表面进行处理，可以改善材料表面的性能，提高其耐磨性、耐腐蚀性、附着力等。
氧等离子体处理原理是利用高频电场将氧气分子电离成氧离子和自由电子，然后将氧离子加速并注入到材料表面，与表面原子发生反应，形成氧化层，从而改善材料表面性能。
氧等离子体处理的过程可以分为三个阶段：放电阶段、等离子体阶段和表面反应阶段。
在放电阶段，高频电场作用下，氧气分子被电离成氧离子和自由电子，形成等离子体。
在等离子体阶段，氧离子和自由电子在高频电场的作用下，不断碰撞和交换能量，形成高温、高能量的等离子体。
在表面反应阶段，氧离子被加速并注入到材料表面，与表面原子发生反应，形成氧化层。
氧等离子体处理可以改善材料表面的性能，主要是通过形成氧化层来实现的。
氧化层可以提高材料表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和附着力等。
氧化层的形成过程是氧离子与表面原子发生反应，形成氧化物。
氧化物的形成可以改变材料表面的化学性质和物理性质，从而提高材料表面的性能。
氧等离子体处理可以应用于各种材料的表面处理，如金属、陶瓷、塑料等。
在金属表面处理中，氧等离子体处理可以提高金属表面的耐腐蚀性、耐磨性和附着力等。
在陶瓷表面处理中，氧等离子体处理可以提高陶瓷表面的硬度和耐磨性。
在塑料表面处理中，氧等离子体处理可以提高塑料表面的附着力和耐磨性。
氧等离子体处理是一种新型的表面处理技术，可以改善材料表面的性能，提高其耐磨性、耐腐蚀性、附着力等。
氧等离子体处理原理是利用高频电场将氧气分子电离成氧离子和自由电子，然后将氧离子加速并注入到材料表面，与表面原子发生反应，形成氧化层。
氧等离子体处理可以应用于各种材料的表面处理，具有广泛的应用前景。
等离子处理实效性研究报告
等离子处理实效性研究报告等离子处理实效性研究报告摘要：等离子处理是一种常用的表面处理技术，广泛应用于材料表面改性、薄膜制备和清洗等领域。
本研究旨在探讨等离子处理的实效性，对不同处理参数对处理效果的影响进行研究，并通过实验数据进行分析和解释。
研究结果表明，等离子处理的实效性受到不同参数的综合影响，如等离子体浓度、处理时间、气体流量等。
通过适当的调优参数，可以获得较好的处理效果。
然而，实效性仍然存在一定的局限性，对于一些特殊材料或表面结构，等离子处理的效果可能不如预期。
因此，未来的研究应进一步优化等离子处理参数，提高其实效性，并探索其他有效的表面处理方法。
1. 引言等离子处理是一种利用等离子体的化学反应和能量传递效应对材料表面进行改性的方法。
等离子体在强电场下产生，并拥有高温、高密度的电子、阳离子和中性粒子。
这种等离子体的高活性和强能量使其对材料表面产生化学和物理效应，从而改变材料的表面性质。
等离子处理广泛应用于材料表面改性、薄膜制备和清洗等领域。
2. 实验方法本研究选取了常见的等离子处理设备，通过调节处理参数对不同材料进行处理。
处理参数包括等离子体浓度、处理时间、气体流量等。
在不同处理参数下，对材料表面进行观察、测试和分析，评估等离子处理的实效性。
3. 研究结果3.1 等离子体浓度对实效性的影响等离子体浓度是决定等离子处理实效性的重要因素之一。
实验结果显示，在一定范围内，等离子体浓度与处理效果呈正相关关系。
随着等离子体浓度的增加，材料表面的化学反应和物理效应增强，处理效果更加显著。
然而，当等离子体浓度过高时，反应过程可能会过于激烈，导致材料表面的伤害和不稳定性增加，从而降低处理效果。
3.2 处理时间对实效性的影响处理时间是影响等离子处理实效性的另一个重要因素。
实验结果显示，处理时间较短时，等离子处理效果较弱，材料表面的改性效果不明显。
随着处理时间的延长，等离子处理效果逐渐增强，材料表面的改性效果变得更加明显。
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= E (r ) +
2008‐6‐2
537
16
λe
λE
《等离子体放电原理与材料处理》勘误表 v1.6 发布日期 页数
2007‐6‐7 中译本序 2007‐6‐7 第二版前 言 xxi xxi 56 60
行数或 编号
倒数 6 倒数 8 倒数 18 倒数 19 倒数 10 (3.4.23) 倒数 2
原文
正像力伯曼和登伯格 depsition
2007‐6‐7
286
(10.6.31)
2007‐12‐11 2007‐6‐11 2007‐6‐11 2007‐6‐11 2007‐6‐11 2007‐6‐11 2007‐6‐11 2007‐10‐29
293 301 302 302 306 306 306 330
2 5 15 18 11 倒数 9 倒数 9 倒数 13
ω2
矩阵鞘层宽 这些方程的解非常复杂 由下式确定 数值计算的功率注入 更宽范围的 在不同的参数范围里
平板鞘层宽 以上这些方程的解非常复杂 由下式给出 数值计算给出的功率注入 更多的 在不同的放电状态
Jd
138 141 141 171 171 248 248 248 250 251 255 255 255 258
5 倒数 9 倒数 8 表 7.8 表 7.8 倒数 16 倒数 15 倒数 14 5 10 13 14 15 2
相对于 高加速电场 对于任意的分布函数 温度 物质 (10.2.2)决定 的一种处理形式 处于麦克斯韦分布 mA/cm 由于 高比值条件下 粒子数平衡关系 低比值条件下
Ji
Jd
f
Ji
2007‐10‐29 2008‐5‐22 2007‐12‐11 2008‐6‐2
337 440 447 536
(11.6.12) 倒数 5 (15.2.3) (18.2.1)
( ω t0 )
例如氮氧化物 ion
( ωt )
例如氮化物 离子
= E (r ) +
72
(4.2.16)
J Tx = J ωε 0 Ex − en0u x
J Tx = jωε 0 Ex − en0u x
2007‐6‐7
100
(5.1.3)
Γ = ± μ mE − D∇n
Γ = ± μ nE − D∇n
2007‐6‐7
100
(5.1.5)
( m is )
2007‐6‐7
258
(10.3.26)
Da + +
表达式为
Da +
达式) 给出
2007‐6‐7
259
6‐7
因此根据式(6.4.7)玻姆速度有一个更广义的 因此玻姆速度应由式(6.4.7) (一个更广义的表
2007‐6‐7 2007‐6‐7
259 259
(10.3.28) 倒数 9 (10.3.37) 有两处相 同错误
(10.4.6) (10.4.16) (10.4.18) (10.4.24) (10.4.25) (10.4.34) (10.4.36) (10.4.37)
2007‐6‐7
265
2007‐6‐7
266
2007‐6‐7
268
2007‐6‐7
268
D−
K diss ne
2 ω pi ω 2
相当于 起加速作用的强电场 对于任意分布函数 物质 温度（℃） (10.2.2)给出 的一个特点 具有麦克斯韦分布 mA/cm2 这里 值较高的条件下 粒子数平衡关系式 值较低的条件下
Γ + = − D+ (∇n+ + ne E / Ti + n− E / Ti ) Γ + = − D+ ( ∇n+ − ne E / Ti − n− E / Ti )
136
(6.4.13)
dn j dx
=0
பைடு நூலகம்
dn j dx
= 0
2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐6‐11 2007‐6‐11 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐7‐2 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐7‐2
M +
通过求解方程式
M+
通过同时求解方程式
2007‐6‐7
261
D+ D+
n− D+ D+ D+
D+ D+ n− D+ D+ D+ D− K diss ne na 0
2 ω pi
2007‐6‐7
262
(10.4.4)
2007‐6‐7
263
2
(m / s)
2
2007‐6‐7
108
(5.3.1)
∂eλi
2eλi
1/ 2
2007‐6‐18
111
(5.3.13)
⎛ l ⎞ ⎜3+ ⎟ 2λi ⎠ ⎝ nj dn j dx + uj
⎛ l ⎞ ⎜3+ ⎟ 2λi ⎠ ⎝ nj du j dx +uj
−1/ 2
2007‐10‐29
改为
正像力伯曼和里登伯格 deposition
2007‐7‐29 2007‐6‐7 2007‐6‐7 2007‐6‐7
离子
质子
ε = 1V
Ar +(快)
+
E = 1V
Ar+(快)
2
σ 0 = π ( e / 4π E0Eiz )
σ 0 = π ( e / 4πε 0Eiz )
2
2007‐6‐7