什么是低溫等離子體:
宇宙中的99.9%的物質處于等離子體狀態(tài)。而我們居住的地球倒是例外的溫度較低的星球。此外,對于自然界中的等離子體,我們還可以列舉太陽、電離層、極光、雷電等。在人工生成等離子體的方法中,氣體放電法比加熱的辦法更加簡便高效,諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊、電暈放電等等。在自然和人工生成的各種主要類型的等離子體的密度和溫度的數(shù)值,其密度為106(單位:個/m3)的稀薄星際等離子體到密度為1025的電弧放電等離子體,跨越近20個數(shù)量級。其溫度分布范圍則從100k的低溫到超高溫核聚變等離子體的108-109k(1-10億度)。 溫度軸的單位ev(electron volt)是等離子體領域中常用的溫度單位,1ev=11600k。
通常,等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團)等三種粒子。設它們的密度分別為ne,ni,nn,由于準電中性,所以電離前氣體分子密度為ne≈nn。于是,我們定義電離度β=ne/(ne+nn),以此來衡量等離子體的電離程度。日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是99%,像這樣β=1的等離子體稱為電離等離子體。電離度大于1%(β≥10-2)的稱為強電離等離子體,像火焰中的等離子體大部分是中性粒子(β>ti , te>>tn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體。當然,即使是在高氣壓下,低溫等離子體還可以通過不產生熱效應的短脈沖放電模式即電暈放電或電弧滑動噴射式放電來生成。大氣壓下的輝光放電技術目前也已成為世界各國的研究熱點??僧a生大氣壓非平衡態(tài)等離子體的機理尚不清楚,在高氣壓下等離子體的輸運特性的研究也剛剛起步,現(xiàn)已形成新的研究熱點。