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等離子體由離子、電子和中性粒子三種成分所組成，它在宏觀上與電中性的電離氣體較為相似，可以理解為是發(fā)生了電離的氣體。在描述氣體的宏觀物理量時我們經(jīng)常用到的密度、溫度和壓力等對等離子體也同樣適用。等離子體在某方面雖然和普通的氣體有一些相似之處，但不同的是，等離子體的主要性質發(fā)生了本質性的改變。等離子體是一種導電率很高的導電流體，因而和固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)相比較，它是一種性質較為奇特的全新物質聚集態(tài)，聚集態(tài)是有順序的，按照聚集態(tài)的順序來看，它排在了第四位，所以等離子體也被稱作物質存在的第四態(tài)。因為其電子的負電荷總數(shù)和離子的正電荷總數(shù)在數(shù)值上是相等的，故也被稱為等離子體。在人類生活環(huán)境中的物質一般不會自發(fā)的以第四種聚集態(tài)的形式存在，但是在宇宙中絕大多數(shù)物質都是等離子體。

等離子體的狀態(tài)因素不同，其分類方法也會不一樣。按照等離子體的電離程度不同，可以分為弱電離、部分電離和完全電離三種①；按照等離子體的氣壓高低，可以分為低氣壓等離子體和高氣壓等離子體②；按照等離子體的粒子密度不同，可以分為稀薄等離子體和稠密等離子體③。所以，產(chǎn)生等離子體的方法不同，它的性能也會不一樣，不同性能的等離子體也會用在不同的領域中。大多數(shù)情況下，等離子體是按溫度來分類的，可分為低溫等離子體和高溫等離子體。

低溫等離子體的產(chǎn)生方法

通常情況下，低溫等離子的產(chǎn)生方法主要有介質阻擋放電、輝光放電、電暈放電、射頻放電和滑動電弧放電等，產(chǎn)生等離子體的方法不同，它的應用范圍也有所不同。

1、介質阻擋放電

在放電的電極之間通入氣體，并且使用絕緣介質覆蓋或填充在所選擇的放電電極上，也可以將絕緣介質懸掛在放電的空間里。施加足夠高的交流電壓在放電電極上時，放電電極間所填充的氣體就會被擊穿而產(chǎn)生放電，這就是介質阻擋放電。介質阻擋放電在常壓或高壓的條件下就可以產(chǎn)生，不需要真空設備，并且不會產(chǎn)生刺耳的擊穿聲音，因此在轉化溫室氣體、氣體污染物的處理和臭氧的合成等方面得到了較為廣泛的應用。

2、輝光放電

輝光放電是在低氣壓氣體中的一種自持放電現(xiàn)象，在一個密閉的玻璃管內放置兩個金屬電極，兩個電極要處于平行位置。在電極兩端施加直流電壓，在電壓的作用下，氣體產(chǎn)生放電并且釋放出電子，利用電子對其他分子或中性原子的激發(fā)，就會發(fā)生輝光放電的現(xiàn)象。輝光放電有一定的局限性，因為其必須在低氣壓的環(huán)境下才可以產(chǎn)生，所以在工業(yè)應用中，它的使用成本較高，并且很難保持連續(xù)性產(chǎn)生。

3、電暈放電

由于電暈放電一般采用不對稱電極，因此電暈放電基本發(fā)生在不均勻的電場中。在高壓電極的釋放下，電子在電極周圍不斷積累，當達到一定程度時，電子會擊穿兩級。電暈放電的特點是當產(chǎn)生的電場越不均勻，越容易發(fā)生放電。也由于電場的不均勻，導致只能在局部擊穿空氣，產(chǎn)生的活性粒子比較少，所以電暈放電大多應用在對電子密度要求比較低和電子能量要求較小的領域內。

4、射頻放電

射頻放電是通過感應耦合產(chǎn)生等離子體，等離子體產(chǎn)生的方式大致包括電感耦合和電容耦合兩種。射頻放電的電極通常是放置在放電空間的外部。相比于其他產(chǎn)生等離子體的方法，它的放電能量很高、范圍也比較大，大多用于材料表面的處理、有毒有害物質的降解和清除中。

5、滑動電弧放電

滑動電弧放電所產(chǎn)生的低溫等離子體像是火炬一樣，形成較寬的噴射狀態(tài)。電弧會在放電電極的表面一直加大加長直到不能維持為止，這時的電弧熄滅后會重新出現(xiàn)新的電弧，新的電弧會像之前的電弧一樣，如此循環(huán)往復。

低溫等離子體最成熟簡易的產(chǎn)生方法是氣體放電，氣體放電作為一種產(chǎn)生低溫等離子體的有效途徑，已廣泛應用于環(huán)境污染治理、生物醫(yī)學、材料制備與表面改性、等離子體流動控制、等離子體輔助燃燒等諸多領域，涵蓋等離子體物理化學、工程熱物理、材料科學與工程、環(huán)境科學與工程、電氣工程等眾多學科方向，已成為一種具有高度學科交叉融合特色的新興研究領域，具有廣闊的應用前景。