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等離子技術(shù)plasma technology

時(shí)間：2020-03-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 瀏覽：
利用等離子體獲得高溫?zé)嵩吹囊豁?xiàng)技術(shù)。在化學(xué)工業(yè)中，利用等離子技術(shù)能實(shí)現(xiàn)一系列的反應(yīng)過(guò)程。等離子體是指處于電離狀態(tài)的氣態(tài)物質(zhì)，其中帶負(fù)電荷的粒子（電子、負(fù)離子）數(shù)等于帶正電荷的粒子（正離子）數(shù)。通常與物質(zhì)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)并列，稱為物質(zhì)第四態(tài)。通過(guò)氣體放電或加熱的辦法，從外界獲得足夠能量，使氣體分子或原子中軌道所束縛的電子變?yōu)樽杂呻娮?，便可形成等離子體。
　　沿革 　等離子體在化學(xué)工業(yè)中的真正應(yīng)用是在20世紀(jì)50年代以后。聯(lián)邦德國(guó)赫斯和赫司特化工廠于50年代成功地從甲烷和其他烴類在氫等離子體中熱解制取乙炔。此后，美國(guó)、蘇聯(lián)和日本都相應(yīng)地建造了等離子體制乙炔的實(shí)驗(yàn)工廠。此法流程簡(jiǎn)單，對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，但電耗偏高，限制了它的大規(guī)模推廣。60年代，美國(guó)離子弧公司以鋯英砂為原料在直流電弧等離子體中一步裂解制備氧化鋯。70年代末，中國(guó)以硼砂和尿素為原料，在直流電弧等離子體中制備高純六方氮化硼粉，該法具有產(chǎn)品純度高、成本低、工藝流程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。此外，還可利用等離子技術(shù)生產(chǎn)二氧化鈦。
　　特點(diǎn) 　主要特點(diǎn)為：①等離子體中具有正、負(fù)離子，可作為中間反應(yīng)介質(zhì)。特別是處于激發(fā)狀態(tài)的高能離子或原子，可促使很多化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。②由于任何氣態(tài)物質(zhì)均能形成等離子體，所以很容易調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)氣氛，通過(guò)對(duì)等離子介質(zhì)的選擇可獲得氧化氣氛、還原氣氛或中性氣氛。③等離子體本身是一種良導(dǎo)體，所以能利用磁場(chǎng)來(lái)控制等離子體的分布和它的運(yùn)動(dòng)，這有利于化工過(guò)程的控制。④熱等離子體提供了一個(gè)能量集中、溫度很高的反應(yīng)環(huán)境。溫度為104～105℃的熱等離子體是目前地球上溫度最高的可用熱源。它不僅可以用來(lái)大幅度地提高反應(yīng)速率，而且還可借以產(chǎn)生常溫條件下不可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。此外，熱等離子體中的高溫輻射能引起某些光電反應(yīng)。
　　應(yīng)用 　①以熱等離子體制備乙炔、硝酸、聯(lián)氨和炭黑等產(chǎn)品。②用熱等離子技術(shù)合成高溫碳化物、氮化物和硼化物，如碳化鎢、氮化鈦等。③用熱等離子技術(shù)制備超細(xì)粉末，如0.01～1μm的三氧化二鋁、二氧化硅和氮化硅粉末。④冷等離子體中的聚合薄膜的形成或清洗，如半導(dǎo)體工業(yè)中的氧化硅膜。⑤在冷等離子體中實(shí)現(xiàn)材料表面改性，如離子氮化、滲碳等工藝。
　　  
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