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等離子清洗機(jī)產(chǎn)生的等離子體溫度高嗎？

返回列表 來源：普樂斯 瀏覽：次 發(fā)布日期：2019-05-15 16:36【大 中 小】
文章導(dǎo)讀：經(jīng)常都會(huì)有朋友咨詢等離子清洗機(jī)的等離子體溫度問題，主要原因是擔(dān)心等離子清洗機(jī)在處理產(chǎn)品或工件時(shí)，因等離子體溫度過高損傷材料表面。其實(shí)啊，大家感受到的是等離子體的氣體溫度Tg，而等離子體溫度應(yīng)該包括以下內(nèi)容：
從宏觀角度來看，溫度是物體冷熱的程度，而從微觀角度，溫度是粒子運(yùn)動(dòng)的量度，溫度越高粒子平均動(dòng)能越大，反之亦然。等離子體中常直接用粒子的平均能量來表征溫度，當(dāng)一個(gè)電子（荷電量為1.6×10-19庫侖）在電場中通過電位差為1伏特區(qū)間時(shí)，電子從電場中獲得的能量為W=1eV，1eV=1.6×10-19庫侖×1伏特=1.6022×10-19焦耳，1eV對應(yīng)的溫度是11600K（開氏溫度；開爾文）。
 
等離子主要是通過粒子間碰撞來相互傳遞能量，達(dá)到熱力學(xué)平衡，但各類粒子之間碰撞幾率是不相等的，因而傳遞能量也是不相等的。一般同類粒子之間碰撞幾率比較大，能量傳遞最有效，容易通過碰撞達(dá)到平衡狀態(tài)，它們各自服從麥克斯韋分布具有各自熱力學(xué)平衡溫度，如電子-電子碰撞達(dá)到熱力學(xué)平衡具有一定的溫度Te，叫電子溫度。離子-離子碰撞達(dá)到熱力學(xué)平衡具有一定溫度Ti，叫離子溫度，但電子和離子之間由于兩者質(zhì)量相差懸殊，雖然也發(fā)生碰撞，但并不一定能達(dá)到平衡，所以Te和Ti不一定相同。


等離子清洗機(jī)的電子

各種等離子體的密度和溫度的關(guān)系
 
若放電是在接近于大氣壓的高氣壓條件下進(jìn)行，那么電子、離子、中性粒子會(huì)通過激烈碰撞而充分交換動(dòng)能，從而使等離子體達(dá)到熱平衡狀態(tài)。
 
若電子、離子、中性粒子（中性氣體）的溫度分別為Te，Ti，Tn，我們把這三種粒子的溫度近似相等（Te≈ Ti ≈ Tn）的熱平衡等離子體，稱為熱等離子體(thermal plasma)，在實(shí)際的熱等離子體發(fā)生裝置中，陰極和陽極間的電弧放電作用使得
流入的工作氣體發(fā)生電離，輸出的等離子體呈噴射狀，可用作等離子體射流（常壓射流等離子體plasma jet）、等離子體噴焰（plasma torch）等。
等離子清洗機(jī)的等離子體

常壓射流等離子清洗機(jī)放電
 
另一個(gè)方面，幾百帕以下的低氣壓等離子體常常處于非熱平衡狀態(tài)，電子在與離子或中性粒子的碰撞過程中幾乎不損失能量，所以有Te>>Ti，Ti>>Tn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(冷等離子體cold plasma)。低溫等離子體是工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)用廣泛的等離子體，常見的就有真空（低壓）等離子清洗機(jī)。
PR24L真空等離子清洗機(jī)放電
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