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隨著(zhù)溫度的上升，物質(zhì)的存在狀態(tài)一般會(huì )呈現出固態(tài) ~ 液態(tài)一氣態(tài)三種物態(tài)的 轉化過(guò)程，我們把這三種基本形態(tài)稱(chēng)為物質(zhì)的三態(tài)。那么對于氣態(tài)物質(zhì)，溫度升 至幾千度時(shí)，由于物質(zhì)分子熱運動(dòng)加劇，相互間的碰撞就會(huì )使氣體分子產(chǎn)生電離， 這樣物質(zhì)就變成由自由運動(dòng)并相互作用的正離子和電子組成的混合物 ( 蠟燭的火 焰就處于這種狀態(tài) ) 。我們把物質(zhì)的這種存在狀態(tài)稱(chēng)為物質(zhì)的第四態(tài)，即等離子體 (plasma) 。因為電離過(guò)程中正離子和電子總是成對出現，所以等離子體中正離子和 電子的總數大致相等，總體來(lái)看為準電中性。因此，我們可以把等離子體定義為 : 正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。

等離子體清洗的基本原理

等離子體對材料的表面的清洗作用可以分為物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程：

等離子體表面刻蝕---清洗的物理過(guò)程

刻蝕是更大程度上的等離子體作用，往往將材料表面弱邊界大片除去，使材料表面產(chǎn)生起伏，變粗糙，并有鍵的斷裂，形成自由基?？涛g對提高粘附性、吸濕性等均有明顯作用。一般等離子體表面刻蝕是將材料放入放電區，利用非反應性氣體的等離子體與之作用，使材料表面變粗糙，并引入活性基團。值得注意的是刻蝕作用時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )損傷材料基體的力學(xué)性能。經(jīng)等離子體表面刻蝕后材料表面性能的變化往往是不穩定的，隨時(shí)間的推移而減弱，這種不穩定性的原因可能是多方面的，如極性基團和周?chē)s質(zhì)反應失去活性，活性基團之間反應形成穩定網(wǎng)狀結構，極性基團的轉移等。實(shí)際上這個(gè)過(guò)程是物理清洗過(guò)程。

各種離子集團和有機污染物的作用—等離子體清洗的化學(xué)過(guò)程

在等離子體中除了氣體分子、離子和電子外還存在受到能量激勵的處于激發(fā)狀態(tài)的電子、原子或原子團（又稱(chēng)自由基），以及等離子體發(fā)射出的光線(xiàn)。其中的波長(cháng)短、能量高的紫外光在等離子體與物質(zhì)表面相互作用時(shí)有著(zhù)重要作用。下面對它們的作用分別進(jìn)行介紹。

（1）原子團等自由基與物體表面作用

由于這些自由基呈電中性，存在壽命較長(cháng)，而且在等離子體中的數量多于離子，因此自由基在等離子體中發(fā)揮著(zhù)重要作用。自由基的作用主要表現在化學(xué)反應過(guò)程的能量傳遞的‘活化’作用，處于激發(fā)狀態(tài)的自由基具有較高的能量因此易于與物體表面分子發(fā)生化學(xué)反應在與物體表面分子結合時(shí)會(huì )形成新的自由基新形成的自由基同樣處于不穩定的高能量狀態(tài)，很可能發(fā)生分解反應，在變成較小分子的同時(shí)生成新的自由基，這種反應過(guò)程還可能繼續進(jìn)行下去最后分解成水、二氧化碳之類(lèi)的簡(jiǎn)單分子。在另一些情況下，自由基與物體表面分子結合的同時(shí)會(huì )釋放出大量的結合能這種能量又成為引發(fā)新的表面反應的推動(dòng)力從而引發(fā)物體表面上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應而被去除。

（2）電子與物體表面的作用

一方面電子對物體表面的撞擊作用，可促使吸附在物體表面的氣體分子發(fā)生分解或解吸,另一方面大量的電子撞擊有利引發(fā)化學(xué)反應。由于電子質(zhì)量極小，因此比離子的移動(dòng)速度要快得多。當進(jìn)行等離子體處理時(shí)，電子要比離子更早到達物體表面并使表面帶有負電荷，這有利于引發(fā)進(jìn)一步反應。

（3）離子與物體表面的作用

通常指的是帶正電荷的陽(yáng)離子的作用陽(yáng)離子有加速沖向帶負電荷的表面的傾向此時(shí)使物體表面獲得相當大的動(dòng)能足以撞擊去除掉表面上附著(zhù)的顆粒性物質(zhì)我們把這種現象稱(chēng)為濺射現象。而通過(guò)離子的沖擊作用可以極大促進(jìn)物體表面化學(xué)反應發(fā)生的幾率。

（4）紫外線(xiàn)與物體表面的反應

紫外線(xiàn)具有很強的光能，可使附著(zhù)在物體表面的物質(zhì)的分子鍵發(fā)生斷裂而分解，而且紫外線(xiàn)具有很強的穿透能力可透過(guò)物體的表層并深入達數微米而產(chǎn)生作用。

因此，等離子體清洗的基本原理是利用等離子體內的各種具有高能量的物質(zhì)的活化作用將附著(zhù)在物體表面的污垢徹底剝離去除。