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隨著溫度的上升，物質的存在狀態一般會呈現出固態 ~ 液態一氣態三種物態的 轉化過程，我們把這三種基本形態稱為物質的三態。那么對于氣態物質，溫度升 至幾千度時，由于物質分子熱運動加劇，相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離， 這樣物質就變成由自由運動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 ) 。我們把物質的這種存在狀態稱為物質的第四態，即等離子體 (plasma) 。因為電離過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程和化學過程：

等離子體表面刻蝕---清洗的物理過程

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，使材料表面產生起伏，變粗糙，并有鍵的斷裂，形成自由基。刻蝕對提高粘附性、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間過長，會損傷材料基體的力學性能。經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，如極性基團和周圍雜質反應失去活性，活性基團之間反應形成穩定網狀結構，極性基團的轉移等。實際上這個過程是物理清洗過程。

各種離子集團和有機污染物的作用—等離子體清洗的化學過程

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狀態的電子、原子或原子團（又稱自由基），以及等離子體發射出的光線。其中的波長短、能量高的紫外光在等離子體與物質表面相互作用時有著重要作用。下面對它們的作用分別進行介紹。

（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，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揮著重要作用。自由基的作用主要表現在化學反應過程的能量傳遞的‘活化’作用，處于激發狀態的自由基具有較高的能量因此易于與物體表面分子發生化學反應在與物體表面分子結合時會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，很可能發生分解反應，在變成較小分子的同時生成新的自由基，這種反應過程還可能繼續進行下去最后分解成水、二氧化碳之類的簡單分子。在另一些情況下，自由基與物體表面分子結合的同時會釋放出大量的結合能這種能量又成為引發新的表面反應的推動力從而引發物體表面上的物質發生化學反應而被去除。

（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生分解或解吸,另一方面大量的電子撞擊有利引發化學反應。由于電子質量極小，因此比離子的移動速度要快得多。當進行等離子體處理時，電子要比離子更早到達物體表面并使表面帶有負電荷，這有利于引發進一步反應。

（3）離子與物體表面的作用

通常指的是帶正電荷的陽離子的作用陽離子有加速沖向帶負電荷的表面的傾向此時使物體表面獲得相當大的動能足以撞擊去除掉表面上附著的顆粒性物質我們把這種現象稱為濺射現象。而通過離子的沖擊作用可以極大促進物體表面化學反應發生的幾率。

（4）紫外線與物體表面的反應

紫外線具有很強的光能，可使附著在物體表面的物質的分子鍵發生斷裂而分解，而且紫外線具有很強的穿透能力可透過物體的表層并深入達數微米而產生作用。

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的活化作用將附著在物體表面的污垢徹底剝離去除。