等离子体概述
等离子概述
机械工业方面的应用
• 等离子体焊接、等离子体切削和等离子体钻等在机械工业 中已有较广泛的应用
• 等离子体喷涂, 对轴承、齿轮等磨损部件的修复有重要的作 用。等离子体喷制微孔材料以及喷铸成型又是一种有意义的 新工艺
• 用等离子体注人和成膜的方法对金属材料表面进行氮化、碳 化、硼化或生成氮化钦膜，保持原材料的基本性能和尺 寸, 从而大大提高其耐磨、抗腐蚀性能, 可以延长工具和模 具的寿命
• 利用等离子体聚合非晶硅膜作为太阳能电池是太阳能利用的一个 重要环节, 它使太阳能电池面积大、质量轻、耐辐照、造价低。 磁流体发电是使流动的等离子体燃气通过强磁场把热能直接转化 为电能的新技术,可将火力发电站的热效率由30一40 % 提高到 50 一60 %多。 • 在受控核聚变中的应用
高电压工程基础
高电压工程基础
第0章 放电等离子体概述
0.1 什么是等离子体 0.2 等离子体的特性 0.3 等离子体的产生 0.4 等离子体的应用
高电压工程基础
0.1 什么是等离子体 固体 冰 液体 水 气体
水汽
等离子体
电离气体
00C
1000C
100000C 温度
等离子体（又称电浆）是在固态、液态和气态以外的第四大物质状态， 其特性与前三者截然不同
高电压工程基础 化学工业和材料工业方面的应用
• 烯炔的合成, 煤转化为乙炔, 从天然气中获得乙炔和乙烯等； 制备超细碳化钦、氮化钦、合成户碳化硅超细粉末, 以及制备 微细钨粉、碳化钨粉、氧化铝粉和钦白等 • 熔炼高温金属, 熔化难熔化合物, 进行金属的重熔精炼 • 制成高强度耐磨膜、光学保护膜、电学绝缘膜、反渗透膜、选 择性渗透膜等 • 改善吸水性。 染色性、粘结性、生物亲和性等。有利于短期内 产品更新, 适用于化纤、塑料、橡胶以及皮革等
等离子体概述
一、等离子体概述物质有几个状态？学过初中物理的会很快回答固态、液态、气态。
其实，等离子态是物质存在的又一种聚集态，称为物质的第四态。
它是由大量的自由电子和离子组成，整体上呈现电中性的电离气体。
在一定条件下，物质的各态之间是可以相互转化的，当有足够的能量施予固体，使得粒子的平均动能超过粒子在晶格中的结合能，晶体被破坏，固体变成液体。
若向液体施加足够的能量，使粒子的结合键破坏，液体就变成了气体。
若对气体分子施加足够的能量，使电子脱离分子或原子的束缚成为自由电子，失去电子的原子成为带正电的离子时，中性气体就变成了等离子体。
物质的状态对应了物质中粒子的有序程度，等离子内物质中的粒子有序程度是最差的。
相应的，等离子体内的粒子具有较高的能量、较高的温度。
实际上，宇宙中99.9%的物质处于等离子态，它是宇宙中物质存在的普遍形式，不过地球上，等离子体多是人造的。
人工如何造出等离子体呢？从上面的论述可以看出，等离子体的能量是很高的，任何物质加热到足够高的温度，都会成为电离态，形成等离子体。
在太阳和恒星的内部，都存在着大量的高温产生的等离子体。
太阳和恒星的热辐射和紫外辐射能使星际空间的稀薄气体产生电离，形成等离子体，如地球上空的电离层就是这样来的。
各种直流、交流、脉冲放电等均可用来产生等离子体。
利用激光也可以产生等离子体。
等离子体如何描述？温度。
等离子体有两种状态：平衡状态和非平衡状态。
等离子体中的带电粒子之间存在库伦力的作用，但是此作用力远小于粒子运动的热运动能。
当讨论处于热平衡状态的等离子体时，常将等离子体当做理想气体处理，而忽略粒子间的相互作用。
在热平衡状态下，粒子能量服从麦克斯韦分布。
每个粒子的平均动能32E kT =。
对于处于非平衡状态下的等离子体，一般认为不同粒子成分各自处于热平衡态，分别用e T 、i T 、n T 表示电子气、离子气和中性气体的温度，并表示各自的平均动能。
可以用动力学温度E T （eV ）表示等离子体的温度，E T 的单位是能量单位，由粒子的动能公式可得2133222E E mv kT T ===，E T 就是粒子的等效能量kT 值（1eV 的能量温度，相应的开氏绝对温度为1T k==11600K ）。
等离子体概述
本实验设计在40～100 KHz的频率范围内，功率200W不变，气流量可调节的条件下通入气体（空气、氮气、氧气），处理时间在0.5～30分钟的范围内变化，之后，用仪器检测橡胶表面等离子体处理之后的变化情况。
1.1.6 等离子体实验设备
低温等离子体装置是在密封容器中设置两个或三个电极形成电场,用真空泵实现一定的真空度(1～0.1Pa),随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体。
（1）脱离：等离子体处理过程中,利用高能粒子轰击聚合物,使弱的共价键断裂,称为脱离。脱离使得暴露在等离子体中基质的最外分子层离开基体,由真空装置除去。由于基质表面污染层的化学键一般由较弱的C-H键构成,故等离子体处理可以除去像油薄膜一样的污染物,使基质表面清洁,并留下活性的聚合物表面。
（2）交联：交联是聚合物分子链间化学键的形成过程。用惰性气体的等离子体处理使经脱离的聚合物交联,形成强硬的基质微表面。在合适的条件下,通过等离子体处理,可以提高乳胶导尿管、隐形眼镜等的耐磨耗和化学稳定性。
目前，用于表面改性处理的等离子体系统主要使用三个频段:小于100KHz的低频、13.56MHz的射频和2.45GHz的微波，其中射频和微波最为常用。现在，等离子体在工艺上已比较容易控制，对环境污染小，因此有可能作为橡胶表面改性处理的新一代方法。虽然应用低温等离子体对聚合物表面进行改性处理的文献报道不少，但利用微波低温等离子体对非极性橡胶材料表面进行改性处理以增加粘合力的工作在国内外却还未见报道。本实验对等离子体技术在改善非极性橡胶表面性能方面的应用做了探索性研究。
第1章 文献综述
1.1 等离子体概述
早在20世纪20年代,有人就提出了等离子体的基本概念。从20世纪60年代至今,等离子体逐渐发展成为一门涉及化学、物理、电子、材料、反应控制、计算机和表面学等学科的交叉学科,在金属材料上的应用已相当广泛;但在橡胶方面的应用远不及金属材料。随着科学技术和现代工业的发展，对橡胶表面进行改性，有效地引入等离子技术，可以提高金属和橡胶之间的粘合力，扩大工艺适用范围，增加产品品种，提高产品质量，节省原材料和能源，降低操作者劳动生产率，和减轻以致免除环境污染等方面产生了良好效果。
等离子体知识简介
概述组成：带电粒子（电子、离子），中性粒子（原子、分子、微粒等）。
特性：准中性：宏观上呈现中性；集体效应：任何带电粒子的运动状态均受到其它带电粒子的影响。
光致电离作用:两个核心概念德拜半径(德拜长度)D λ：用来表征等离子体中带电粒子静电势的作用范围。
在等离子体中，与没有等离子体存在的情况相比，电场强度减少到1=e e 2.71828时的距离。
假设：所有离子的电离方式均一致，j i=1,n e=n i=n 。
T e=T i=T 可得：：：1/2022Di e i ii ei ke n j n T T ελ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥+⎢⎥⎣⎦∑是离子所带电荷 e 为元电荷1/21/20i i i 2i i 69kT T n e n ελ⎛⎫⎛⎫=≈ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭222Dei 111λλλ=+等离子体频率（临界频率）（无线电信号能垂直穿透电离层的最小频率）（等离子体内电子相对于离子的自然振动频率）（大气通信黑障）12pe f π==280.62pe e f n =（离子密度测量）特性： 频率大于pe f 的电磁波在等离子体内传播；小于等于pe f 的电磁波被反射。
三个层两个速度相速度1/2221p pe cv f f =⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭超光速群速度1/2221pe g f v c f ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭小于光速1.传播延迟240.31g gds ds t T E Cv ccf∆=-=⎰⎰实际路径几何路径群时延240.31g TEC r c t f∆=∆=距离误差eT E C nds≡⎰总电子含量（单位面积电子含量）应用：双信号测量：v t 真空传输时间gt 实际传输时间()()221,12,2,12221212212,2,2,122221240.3140.3140.31g g g g v g v g v f t f t t f f cf cf f t t t cf f f TEC t t TEC t TEC ⎧-⎧==+⎪⎪-⎪⎪⇒⎨⎨⎪⎪=+=-⎪⎪-⎩⎩若1f 2f 有一最大公约数f，即11f m f=,22f m f=则有221,12,22212g g v m tm tt m m-=-240.31p pds ds t v cTECcf∆=-=-⎰⎰实际路径几何路径相时延40.31iono p f t TECcfφ∆=∆≈-相位前移多普勒频移()40.31iono d d d d dt dt f f TEC fdtc cf dt cρφρ∆=+-=--∆ 应用：双信号测量：1111222240.3140.31r r d d dt TEC f f f cf dt c d d dt TEC f f f cf dt c ρρ⎧⎪--=-⎪⎪⎨⎪⎪--=-⎪⎩\12211222212211222140.311r r r r cf f f f f f d TEC dt f f f f f f d c dt f f ρ⎧⎛⎫-=⎪ ⎪-⎪⎝⎭⇒⎨⎛⎫-⎪=- ⎪⎪-⎝⎭⎩将11f m f=,22f m f=代入可得()221122211r r m f m f c m m f ρ⎛⎫- ⎪=- ⎪-⎝⎭一个旋转法拉第旋转→线性极化波圆极化波312||||22207.09108eee enB ds nB dsm cfcfφπε⨯≈≈⎰⎰法拉第应用：天线极化方向应与信号极化方向平行。
等离子发生器的工作原理
电源系统
电源系统是等离子发生器的能源供应部分，负责提供高电压和高 电流的电能，以激发气体分子产生等离子体。
电源系统的性能直接影响等离子体的产生效率和稳定性，因此需 要选择合适的电源类型和规格，以确保等离子发生器的正常工作 。
放电室
放电室是等离子发生器的主要组成部分之一，是产 生等离子体的场所。
放电室通常由耐高温、耐腐蚀的材料制成，以确保 在高温、高压的环境下正常工作。
在放电室内，通过高电压和高电流的作用，气体分 子被电离成带电粒子，形成等离子体。
控制系统
控制系统是等离子发生器的指 挥中心，负责控制等离子体的 产生过程和运行状态。
控制系统通常由微处理器、传 感器、执行器等组成，能够实 现自动化控制和智能化管理。
详细描述
介质阻挡放电等离子发生器利用高压电场使 气体分子在介质表面的碰撞过程中发生电离， 形成等离子体。介质阻挡放电等离子发生器 具有结构简单、可靠性高等优点，广泛应用 于各种领域如空气净化、消毒杀菌、材料表 面处理等。
05
等离子发生器的应用
在材料加工领域的应用
表面处理
等离子发生器可用于对金属、玻璃、 塑料等材料的表面进行活化、清洗、 刻蚀等处理，提高材料的表面能、润 湿性、附着力和耐腐蚀性。
通过冷却系统的作用，可以保证等离子发生器在长时间连续工作时仍能保持稳定的 性能和可靠性。
03
等离子发生器的工作原理
电极间的气体放电
电极间的气体放电是等离子发生器的基本工作原理。在高压 电场的作用下，气体分子或原子吸收足够的能量，从而使其 电子从束缚状态跃迁到自由状态，形成带负电的离子和带正 电的自由电子。
表面处理和涂层
等离子体可用于表面处理和涂 层制备，通过表面活化和沉积 等过程改善材料表面的性质。
利用等离子体技术制备纳米材料
利用等离子体技术制备纳米材料纳米科技是一门新兴的领域，引发了人们广泛的关注。
纳米材料的制备是纳米科技发展的重要基础之一，而利用等离子体技术制备纳米材料成为了一种新的方法。
本文将探讨等离子体技术在纳米材料制备中的应用。
一、等离子体技术概述等离子体是一种具有高温高压等特殊物理性质的物质状态，是由电离气体中的电子和正离子构成的。
等离子体在工业、医学、航空航天等领域有着广泛的应用。
等离子体技术是一种利用等离子体的特殊性质进行材料制备、改性、清洗、表面处理等的技术。
二、等离子体技术制备纳米材料的优势与传统方法相比，等离子体技术制备纳米材料具有以下几个优势。
1. 高质量的纳米材料等离子体技术可以精确控制纳米级别的制备过程，从而获得高质量的纳米材料。
与一般化学方法相比，等离子体技术制备的纳米材料具有较小的粒径分布、较高的晶体度和较好的结晶度。
2. 纳米材料的制备速度较快等离子体技术的制备速度相对较快，几乎是瞬间完成的。
并且，等离子体技术不需要任何的模板，可以直接将材料制备为纳米级别。
3. 对材料的选择较为灵活在等离子体技术中，可以采用不同的气氛和等离子体进行制备，从而可以制备出各种不同种类的纳米材料。
三、等离子体技术在纳米材料制备中的应用等离子体技术广泛应用于各种不同类型的纳米材料的制备，例如二氧化钛、氧化铝、氧化硅等。
以下是几个典型例子介绍。
1. 制备纳米金属颗粒等离子体技术可以制备出各种金属材料的纳米颗粒，例如银、金、铜等。
可以采用不同气氛下制备不同大小和形态的金属纳米颗粒。
2. 制备纳米二氧化钛二氧化钛是一种广泛应用于光催化、传感器、光电器件等领域的纳米材料。
利用等离子体技术制备的纳米二氧化钛具有均一的粒径分布和优良的光电性能。
3. 制备纳米氧化铝氧化铝是一种应用广泛的功能性陶瓷材料。
等离子体技术制备的纳米氧化铝可以控制晶化度、形貌和尺寸，从而获得优良的性质。
四、挑战和展望虽然等离子体技术制备纳米材料具有许多优点，但同时也存在一些挑战。
1 等离子体概述
将 Boltzman 应用到电子密度：
′ = n∞ exp[eφ s /Te ] ne (1.26)
φs 是相对于无穷远处（ ∞ ）等离子体的固体电位。
由于电位的存在，离子被吸引流向负电位，假定 ni′ ~ n∞ ( Z i = 1) 。 [这 个假设仅仅近似正确。] 因此等离子体的整体电流密度为： 1 1 ′ve j = qi ni′vi + qe ne 4 4
(1.18)
这是因为每个电子（不考虑速度）具有一个电势能 −eφ 。结果导致了
一个相关性的自洽循环发生（图 1.5） 。 上述是等离子体一般理论的一个基本例子，需要关于电动力学的 Maxwell 方程组自洽解法和等离子体的质点动力学。
图 1.5 相关性的自洽循环
1.2.3 德拜屏蔽
与前面讨论的准中性稍稍有点不同，下面要介绍一个重要的物理特征 量：德拜长度。 假设我们将一个平板栅格放入等离子体，使它保持一个电位： φg 。
可知系统中总共有 g1 个微观状态，但是对应每个特定的能量 E1 ，我们要弄 清楚的是，对应于 S1 系统中的一个微观状态，复合系统中存在多少个微观 状态。 显然它等于系统 2 中的微观状态个数。因此，为了表示 S1 系统中两个 微观状态的能量值， 我们来比较能量值 E A 和 EB ， 作为复合系统 S1 A 和 S1B 中 微观状态个数的比例：
这是一个难解的非线性方程，但是在远离栅格处 | eφ /Te | << 1 ，因此 我们可以运用泰勒表达式： exp
eφ eφ 1 + 。所以： Te Te (1.23)
e 2 n∞ d 2φ en∞ e = φ = φ ε 0 Te ε 0Te dx 2
大气压等离子体加工技术
气体放电现象
当作用于气体的电场强度超过临界值时 就会发生气体放电现象，这时气体就从绝缘 态变为导电态，放电形式与气体的压力和电 流密度有着重要的关系。低气压小电流密度 下的放电称为辉光放电，大气压或更高气压 下的大电流放电称为电弧放电。
气体放电的基本内涵是放电中的带电粒 子在电场的作用下，气体就从绝缘态变为导 电态即物质的第四态—等离子态。
4、大气等离子体加 工技术所面临的问题
大气压等离子体加工中温度与热问题
由于等离子体是由惰性气体在电磁场中激发而成的电磁流体，随着放电过程的进 行，焦耳热逐渐产生，从而引发等离子体温度的升高。大气压等离子体加工技术的原 理是基于生成挥发产物的化学反应，温度作为影响化学反应速率的重要因素，也必将 对加工过程产生很大影响。因此，温度与热问题一直是实现光学元件的精密加工关键 所在。
等离子加工 技术加工光 学曲面面临 的挑战
（1）高精度复杂光学曲面一般具有复杂的表面结 构，这就要求大气等离子体加工技术能够获得高 分辨率去除函数。同时，由于总体面型加工去除 量大，大气等离子体加工应具有更高去除速率。
（2）光学加工一般加工过程较长，而且复杂光学 曲面加工过程中需要反复测量、迭代，这就要求 大气等离子体加工技术能够保持长时间的加工稳 定性。
大气压等离子体加工技术
目录
1、等离子体概述 2、传统等离子体加工技术 3、大气等离子体加工技术发展概况 4、等离子加工技术面临问题
1、等离子体概述
什么是等离子体
• 等离子体是物质三态（气液固）之外的第 四种可能状态，等离子体是高温电离的气体， 它由气体原子或分子在高温下获得能量电离 之后，离解成带正电荷的离子和带负电荷的 自由电子所组成，整体的正负电荷数值仍然 相等，因此称为等离子体。广义的讲它是包 含等量高密度正、负带电粒子的物质体。
等离子模块静电吸附模块
等离子模块静电吸附模块一、等离子体概述等离子体是一种物质存在状态，处于等离子态的物质原子核和电子呈平衡状态，具有很高的活性。
等离子体在固体、液体和气体之间具有特殊的电学和化学性质。
在等离子体中，电子和离子的行为受到电磁力的影响，表现出高能态和高反应性的特点。
等离子体在许多领域都有广泛的应用，如工业制造、材料科学、生物医学等。
二、静电吸附技术介绍静电吸附技术是一种利用静电作用实现吸附的技术。
在静电吸附过程中，通过施加电场或静电荷，使目标物体带上相反的电荷，从而实现吸附。
静电吸附技术具有高吸附精度、高吸附强度和低能耗等优点，因此在许多领域得到广泛应用，如微电子、生物医学、环境治理等。
三、等离子模块与静电吸附模块的结合等离子模块和静电吸附模块的结合可以实现等离子体活性和静电吸附力的协同作用。
这种结合方式可以有效地提高吸附效率、降低能耗，同时能够满足各种复杂应用场景的需求。
在等离子模块中，通过产生等离子体来激活目标物体表面的活性，使其更容易被静电吸附模块吸附。
同时，静电吸附模块可以提供高吸附强度和高吸附精度的吸附效果。
四、等离子模块在静电吸附模块中的应用案例1.微电子制造：在微电子制造中，利用等离子模块和静电吸附模块的结合可以实现高效、低能耗的芯片封装和电路板制作。
在等离子体激活表面活性后，静电吸附技术可以将微小的电子元件精确地固定在预定位置。
2.生物医学工程：在生物医学工程中，利用等离子模块和静电吸附模块的结合可以实现生物细胞的分离、纯化和富集。
这种技术可以有效提高细胞分离效率，为生物医学研究提供有力的技术支持。
3.环境治理：在环境治理中，利用等离子模块和静电吸附模块的结合可以实现污染物的去除和废水的处理。
通过等离子体激活污染物的表面活性，静电吸附技术可以将污染物从溶液中分离出来，达到净化水质的目的。
五、等离子模块静电吸附模块的优缺点1.优点：等离子模块和静电吸附模块的结合具有高吸附精度、高吸附强度和低能耗等优点。
等离子体
百科名片等离子体等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。
等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。
目录概述高温等离子体低温等离子体等离子体原理等离子体的分类按等离子体焰温度按等离子体所处的状态低温等离子体的产生方法主要应用等离子体冶炼等离子体喷涂等离子体焊接等离子体刻蚀等离子体隐身等离子体核聚变等离子技术概述高温等离子体低温等离子体等离子体原理等离子体的分类按等离子体焰温度按等离子体所处的状态低温等离子体的产生方法主要应用等离子体冶炼等离子体喷涂等离子体焊接等离子体刻蚀等离子体隐身等离子体核聚变等离子技术展开编辑本段概述看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在恒星（例如太阳）、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99％。
现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体。
例如焊工们用高温等离子体焊接金属。
等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。
现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域。
例如：等离子电视，婴儿尿布表面防水涂层，增加啤酒瓶阻隔性。
更重要的是在电脑芯片中的蚀刻运用，让网络时代成为现实。
编辑本段高温等离子体高温等离子体只有在温度足够高时发生的。
太阳和恒星不断地发出这种等离子体，组成了宇宙的99％。
低温等离子体是在常温下发生的等离子体（虽然电子的温度很高）。
低温等离子体可以被用于氧化、变性等表面处理或者在有机物和无机物上进行沉淀涂层处理。
等离子体是物质的第四态，即电离子的“气体”，它呈现出高度激发的不稳定态，其中包括离子(具有不同符号和电荷)、电子、原子和分子。
其实，人们对等离子体现象并不生疏。
在自然界里，炽热烁烁的火焰、光辉夺目的闪电、以及绚烂壮丽的极光等都是等离子体作用的结果。
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一、等离子体概述
物质有几个状态？学过初中物理的会很快回答固态、液态、气态。
其实，等离子态是物质存在的又一种聚集态，称为物质的第四态。
它是由大量的自由电子和离子组成，整体上呈现电中性的电离气体。
在一定条件下，物质的各态之间是可以相互转化的，当有足够的能量施予固体，使得粒子的平均动能超过粒子在晶格中的结合能，晶体被破坏，固体变成液体。
若向液体施加足够的能量，使粒子的结合键破坏，液体就变成了气体。
若对气体分子施加足够的能量，使电子脱离分子或原子的束缚成为自由电子，失去电子的原子成为带正电的离子时，中性气体就变成了等离子体。
物质的状态对应了物质中粒子的有序程度，等离子内物质中的粒子有序程度是最差的。
相应的，等离子体内的粒子具有较高的能量、较高的温度。
实际上，宇宙中99.9%的物质处于等离子态，它是宇宙中物质存在的普遍形式，不过地球上，等离子体多是人造的。
人工如何造出等离子体呢？从上面的论述可以看出，等离子体的能量是很高的，任何物质加热到足够高的温度，都会成为电离态，形成等离子体。
在太阳和恒星的内部，都存在着大量的高温产生的等离子体。
太阳和恒星的热辐射和紫外辐射能使星际空间的稀薄气体产生电离，形成等离子体，如地球上空的电离层就是这样来的。
各种直流、交流、脉冲放电等均可用来产生等离子体。
利用激光也可以产生等离子体。
等离子体如何描述？温度。
等离子体有两种状态：平衡状态和非平衡状态。
等离子体中的带电粒子之间存在库伦力的作用，但是此作用力远小于粒子运动的热运动能。
当讨论处于热平衡状态的等离子体时，常将等离子体当做理想气体处理，而忽略粒子间的相互作用。
在热平衡状态下，粒子能量服从麦克斯韦分布。
每个粒子的平均动能32
E kT =。
对于处于非平衡状态下的等离子体，一般认为不同粒子成分各自处于热平衡态，分别用e T 、i T 、n T 表示电子气、离子气和中性气体的温度，并表示各自的平均动能。
可以用动力学温度E T （eV ）表示等离子体的温度，E T 的单位是能量单位，由粒子的动能公式可得
2133222
E E mv kT T ===，E T 就是粒子的等效能量kT 值（1eV 的能量温度，相应的开氏绝对温度为1T k
==11600K ）。
温度是描述等离子体能量的，还有其它的一些概念来表述。
（1）高温等离子体，低温等离子体，冷等离子体。
高温等离子体也是完全电离体，温度68
10~10K ，核反应、恒星的等离子体是这类。
低温等离子体是部分电离体，
463410~10,310~310e i T K T K ==⨯⨯，电弧等离子体、燃烧等离子体是这种。
冷等离子体是410,e i T K T >约等于室温的等离子体。
（2）电离度。
强电离等离子体指电离度η>10-4的等离子体，弱电离等离子体η<10-4。
η是电离度，0=n n n
η+，n 是两种异电荷粒子中任何一种密度，0n 为中性粒子密度。
粒子密度是表示单位体积中所含粒子的数目。
（3）稠密等离子体和稀薄等离子体。
具体区分度不详。
二、等离子体特性
1.电中性：等离子体整体表现是电中性，但由于某种扰动或其它原因，在局部空间有可能出现离子过剩或电子的偏少，相应的，另一空间出现离子偏少和电子过剩。
过剩电子的区域中的电子会有强烈的向电子偏少区域运动的特性，恢复等离子体的电荷分离，因此等离子体具有强烈的维持电中性的特性。
但是粒子是处在运动中的，因此，在某一有限小的区域内，电中性是可以不存在的。
2.德拜屏蔽长度：为了描述等离子体内电荷分离的最大线性尺度，它指的是等离子体能够保持电中性的区域范围。
在德拜球范围内，电中性是不保证的，即球内不能称为等离子体，只能是电离气体。
因此，德拜长度是电离气体电中性空间的临界线度的判据。
等离子体内带电粒子浓度越大，电子温度越低，德拜长度就越小，非电中性被限制在较小的范围内。
3.等离子体（振荡）频率：首先要知道为什么等离子体会振荡，设想等离子体内离子是均匀分布的，由于某种扰动，电子偏离平衡位置，局部出现了电荷过剩，电中性受到了破坏。
显然，这些过剩的电子产生的电场，使电子向平衡位置运动，从而使电子过剩很快消失，由于惯性作用，电子到达平衡位置不可能立即静止而是继续运动，从而使平衡位置的另一端出现了电子过剩，同样形成电场，又把外面的电子拉回来。
这样，相当数量的电子以正电荷为平衡位置产生集体振荡，这种振荡现象成为等离子体的静电振荡，它的频率称为等离子体频率。
8.910f =⨯
4.导电性和介电性：等离子体能同时表现出导电性和介电性。
在弱电离情况下，带电粒子主要与中性粒子碰撞，直流电导率一般较大，类似金属中电子的自由运动。
如果把等离子体置于交变电场中，如电磁场，此时无界的等离子体就像各向异性的电介质，在平行和垂直于磁场传播方向上有不同的介电常数。
5.等离子体的“鞘”：当等离子体与容器壁接触时，在两者的交界处形成一层负电位的薄层，它把等离子体包围起来，通常称为等离子体的“鞘”。
“鞘”是如何产生的呢？等离子体内的粒子都处于热运动状态，在等离子体热平衡状态下（即e i T T T ==），可以认为电子的平均动能和离子平均动能相同，但是由于电子质量小得多，因此e i v v >>，当等离子体与容器壁相接触时，一开始到达器壁表面的电子数目远远超过离子数目，固体壁积聚负电荷，由此产生负电位阻止电子向器壁运动，而吸引离子向器壁运动，电子逐渐减少，离子逐渐增加，最后达到平衡，使固体器壁的负电位数值不再改变，这样就形成了一层负电位的等离子体“鞘”。
它把固体器壁与等离子体隔开，并把等离子体包围起来。
电子要从等离子到达器壁，必须要克服由“鞘”所形成的势垒。
“鞘”的宽度一般在拜德屏蔽长度级别。
6.等离子体的磁约束：带电粒子在恒稳磁场中的运动受到洛伦兹力作用，通过受力分析可以得到带电粒子总的运动轨迹是以磁力线为轴的螺旋线。
回旋运动中心沿磁力线作匀速运动。
对于高温等离子体来说，任何固体容器都难以承受，因此，必须采用强磁场约束等离子体，这是的外磁场称为“磁壁”。
三、等离子体的辐射
等离子体都是发光的，不仅包含可见光，还可以发出紫外光，甚至X 射线。
等离子体发生辐射的方式有很多种：
1. 激发辐射。
主要发生在粒子密度很低的冷等离子体中，当粒子能量小于几个电子
伏时，主要产生激发辐射。
常见的日光灯、霓虹灯等都是这种冷等离子体辐射。
它主要是核外电子从较高能级向较低能级的跃迁。
原子或离子都可以发光，主要
靠的是电子的碰撞激发，电子的碰撞几率和电子的能量有关。
对应于一定电子温度的某些特定能级的相应激发几率最大，产生的谱线最强。
在低气压放电的冷等离子体中，粒子的激发辐射可看成是孤立原子或离子产生的辐射，谱线宽度很窄，等于谱线的自然宽度。
当在高气压放电的电弧等离子体中，辐射谱线波长变短，谱线也会丰富很多。
当电子温度T e达到10eV时，几乎所有的原子都电离，多电子的原子发生二次或多次电离，使核电荷屏蔽减少，束缚态之间能级差更大，辐射谱线波长更短，甚至发射X射线。
当温度更高时，所有的核外电子都被剥离，离子变成裸核，于是激发辐射消失。
2.复合辐射。
自由电子和离子的复合有两种状况，一是自由电子被n次电离的原子
俘获，俘获了电子的离子跃迁到（n-1）次电离原子的束缚态，被俘获的电子的多余能量以及原子的电离能以光子的形式发射出来；二是两个自由电子同时与一个离子相碰，则一个电子被俘获，而另一个电子带走多余能量，这个电子仍然是自由电子，并不产生辐射，随着等离子体密度的增大，这种三体复合发生的几率比复合辐射更大。
需要说明的是，由于自由电子的动能有一定的连续分布，且不同能量的电子所对应的俘获截面也不同，因此，自由电子被俘获后失去的能量是一个连续谱。
3.轫致辐射。
在无磁场等离子体中，自由电子在原子核电场作用下产生电子-原子
核库伦碰撞，使自由电子跃迁到能量较低的另一自由态。
碰撞过程中，电子减速，将一部分能量或动量传递给原子核，把多余的能量以光子形式辐射出去。
这种由减速电子所发射的辐射，称为轫致辐射。
由于电子碰撞前后都是自由度，也称为自由-自由跃迁。
由于电子的能量具有任意性，故轫致辐射产生连续光谱。
一般而言，轫致辐射出现在紫外到X射线范围。
4.回旋辐射。
在磁场中围绕磁力线作回旋运动的带电粒子发出的辐射，称为回旋辐
射或磁轫致辐射。
一般只考虑电子的回旋辐射，电子质量小，回旋加速度大，辐射强度大。
它也是一种连续辐射。