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等離子體是除了固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外物質(zhì)的第四種基本狀態(tài)，但與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)不同，等離子體在正常情況下并不在地球表面自由存在，只有在強(qiáng)電磁場(chǎng)或熱場(chǎng)下處理氣體才能獲得。等離子體是高反應(yīng)的混合物由自由電子、離子、自由基、其他激發(fā)態(tài)物種以及未電離的部分組成，一般情況下等離子體呈電中性。根據(jù)電子溫度的不同，將等離子體分為高溫等離子體與低溫等離子體，而低溫等離子體能進(jìn)一步劃分為熱等離子體和非熱等離子體(又稱為冷等離子體)。高溫等離子體的產(chǎn)生需要極大的能量，其產(chǎn)生對(duì)設(shè)備要求十分苛刻，因此在材料領(lǐng)域的研究少見(jiàn)報(bào)道，宇宙中的氣態(tài)恒星的內(nèi)部就是典型的高溫等離子體。而低溫等離子體，特別是非熱等離子體由于其獲得較為容易，并同時(shí)具有高的反應(yīng)活性，因而在材料、化學(xué)、環(huán)境領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

等離子處理機(jī)的工作原理是利用氣體分子電離產(chǎn)生的高能量自由基與材料表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而改變材料的物理化學(xué)性質(zhì)。

等離子處理機(jī)的作用

一般而言，等離子處理機(jī)在以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)表面的改性：(1)在一些特殊的表面或者界面處制造不同的官能團(tuán)；(2)增加或降低表面自由能；(3)增強(qiáng)表面親水性或者疏水性；(4)增強(qiáng)表面化學(xué)惰性；(5)向表面引入交聯(lián)的化學(xué)鍵；(6)除去表面弱鍵或者表面污染物；(7)修飾表面形貌，增強(qiáng)或降低表面粗糙度或者結(jié)晶性；(8)增加表面電導(dǎo)能力；(9)加強(qiáng)或降低表面潤(rùn)滑能力；(10)加強(qiáng)或降低表面染色能力。

等離子處理優(yōu)點(diǎn)

與其它表面處理工藝相比，等離子體處理具有下面一些優(yōu)點(diǎn)：(1)修飾只在表面層進(jìn)行，不會(huì)影響到體內(nèi)的原子，一般而言所改變的深度只有幾百個(gè)埃；(2)等離子體狀態(tài)下的粒子具有很高的能量以及化學(xué)活性，能夠很方便地處理各種材料以及各種形狀的表面；(3)通過(guò)選擇等離子體的種類來(lái)決定處理表面后的性質(zhì)；(4)用這種氣體方法可以避免由于濕化學(xué)方法在樣品表面不必要的殘留；(5)可以在整個(gè)表面很均勻地進(jìn)行。

表面等離子體處理作為一種改性的有效方法，已成功用來(lái)修飾各種固體表面，包括金屬、半導(dǎo)體以及有機(jī)物等等，以改善它們的表面性能，并且已經(jīng)成為一個(gè)重要的工業(yè)技術(shù)在微電子，紡織以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。