Плазма неравновесная

Рис. 7.36. Структура вещества, получающаяся в плазме неравновесного тлеющего разряда в зависимости от давления и вложенной мощности

В научно-технической литературе используют термины высокотемпературная и низкотемпературная , равновесная и неравновесная , горячая и холодная плазмы. К низкотемпературной (холодной) относят плазму с температурой ионных частиц 10 —10 °С, а к высокотемпературной — плазму с температурой частиц выше 10 С. Термин горячая плазма аналогичен термину высокотемпературная плазма. [c.295]

Книга состоит из 6 глав. В главе 1 сформулированы основы применяемого аппарата в главах 2-5 представлены 4 области кинетики элементарные процессы, кинетика газов и плазмы, неравновесные фазовые переходы и слежение за сигналом в радиофизических устройствах в главе 6 обсуждаются возможности дальнейшего расширения поля приложений в других областях кинетики, рассмотрены кинетические модели и их границы применимости. [c.9]

Нестационарная неравновесная плазма - неравновесная плазма, параметры которой, например - температура или концентрации частиц, зависят от времени. [c.225]

Стационарная неравновесная плазма - неравновесная плазма, параметры которой не зависят от времени. Примером стационарной неравновесной плазмы является плазма положительного столба газового разряда. Температуры электронов и тяжелых частиц в такой плазме могут быть различны Г, но не зависят от времени. Нагрев электронов электрическим полем компенсируется потерями их энергии при столкновениях с тяжелыми частицами. Температура тяжелых частиц поддерживается постоянной благодаря равенству получаемой от электронов энергии и потерь энергии вследствие теплоотвода во внешнюю среду. Концентрации электронов п и ионов п постоянны вследствие равенства скоростей их [c.225]

Неравновесные плазмохимические процессы протекают в газоразрядной стационарной плазме пониженного давления. Для проведения этих процессов используют тлеющий разряд на постоянном и переменном токе промышленной частоты, тихий и коронный разряды, высокочастотный и сверхвысокочастотный электродный и безэлектродный разряды, плазму, образованную быстрым адиабатическим сжатием и лазерным излучением [6, 7]. [c.174]

Разработанная в [36] методика выбора наиболее вероятных механизмов химических реакций нашла применение в работах [149, 172] для исследования физико-химических процессов в неравновесной плазме. [c.171]

Во многих физико-химических процессах, протекающих в неравновесных условиях, нарушается максвелл-больцмановское распределение, и при расчете усредненных характеристик химических реакций - констант скорости — возникает задача определения неравновесных функций распределения. Например, при химических превращениях в электрических разрядах в низкотемпературной плазме большой интерес представляет расчет неравновесных функций распределения электронов по энергии и молекул по колебательным состояниям [103,149,150]. [c.187]

В промышленности, главным образом в микроэлектронике, широко применяют пленки, полученные в плазме. Плазмохимические пленки могут быть кристаллическими или аморфными. Их толщина колеблется от долей до сотен микрометров. При осаждении в плазме тонких полимерных пленок на пористых основах образуются мембраны, применяемые в мембранной технологии для разделения растворов солей, органических соединений и газовых смесей. Такие пленки получают двумя методами — полимеризацией углеводородов или деструкцией полимеров. Плазмохимической поверхностной обработке можно подвергать различные материалы — от металлов и их сплавов до полимеров. В результате обработки полимеров в неравновесной плазме изменяются смачиваемость, молекулярная масса и химический состав поверхностного слоя (толщиной до 10 мкм). [c.298]

Таким образом, неравновесные плазмохимические процессы и их технологическое и аппаратурное оформление представляют собой принципиально новый шаг в развитии химической технологии, и в первую очередь в области получения материалов с уникальными свойствами. Использование квазиравновесной плазмы и плазменных струй позволяет- с высокими технико-экономическими показателями реализовать многие важнейшие химические процессы. [c.298]

Вопросы неравновесных фазовых переходов в нефтяных системах нуждаются в дальнейшем тщательном изучении с привлечением специалистов различных направлений, так как природа неустойчивости, вынужденного порядка или кризисных явлений может быть рассмотрена с единой позиции как в нефтяных, а более широко в химических углеводородных системах, так и в гидродинамических средах, а также в лазерах, плазме, полупроводниках, возможно, и в других объектах. [c.251]

Сверхвысокочастотные плазмотроны позволяют получать неравновесную плазму при давлениях, близких к атмосферному. Напр., при давл. 0,03 МПа возможна генерация плазмы азота или гелия, в к-рой т-ра тяжелых частиц не превышает ЮОО К, тогда как энергия электронов составляет 1—3 эВ при их конц. Ю 2—10 см"з. Мощность СВЧ-плазмотронов не превышает 50—100 кВт. В кач-ве генераторов плазмы примен. также ударные трубы, мощные лазеры. [c.445]

Второй путь — синтез оксидов азота в неравновесной плазме, [67—69], которая характеризуется различными уровнями электронной, колебательной и поступательной энергии частиц. Процесс протекает при относительно низкой температуре нейтральных частиц и полученные концентрации N0 могут значительно превышать ее равновесные значения. [c.93]

Неравновесные плазмохимические процессы осуществляют в плазме электрич. разряда пост, тока, высокочастотных и СВЧ газоразрядных устройств при пониж. давлении (менее 30 кПа). Хотя возможность проведения газофазных синтезов в неравновесной плазме показана вполне убедительно (напр., получение озона, фторидов металлов, оксидов азота и др.), П. т. используют в осн. для осуществления гетерофазных процессов получения и травления тонких пленок из орг. и неорг. материалов, обработки и модификации пов-сти изделий с целью придания им требуемых эксплуатац. св-в (антикоррозионных, термостойких, износостойких, антифрикционных и т.п.). [c.555]

В последнее время огромный интерес проявляется к неравновесной плазме которую эффективно применяют в микроэлектронике для нанесения пленок и травления поверхности, а также для модифицирования поверхности различных материалов, включая полимеры, металлы и сплавы. [c.97]

Исключительно перспективно использование неравновесной плазмы для изготовления полупроницаемых полимерных мембран, а также современной химической и физико-химической диагностики. [c.97]

Перспективным направлением использования двухфазных рабочих тел является радиоактивная газовзвесь, газовая фаза которой при определенных условиях может явиться неравновесной плазмой. При этом создается возможность снизить температуру рабочего тела до реально достижимых уже в настоящее время значений и более полно использовать температурный потенциал непосредственно в МГД-генераторе. [c.146]

Во всех перечисленных источниках плазма неравновесна и неизотермична. Средняя кинетическая энергия электронов настолько высока, что оказывается достаточной для возбуждения атомов всех газов, включая инертные. Основными факторами, определяющими условия возбуждения, являются здесь температура электронов и их концентрация. При повышении температуры электронов растет их средняя кинетическая энергия и увеличивается число [c.94]

Тлеющий разряд на постоянном токе возникает под действием разности потенциалов между электродами в разреженном газе Р — = 15 3000 Па). Разряд характеризуется малой плотностью тока (10 А/м ) и низкой температурой катода (не выше 500—700 К). Эмиссия электронов происходит при бомбардировке катода быстрыми ионами. Полученная в тлеющем разряде плазма неравновесна. Температура электронов примерно на порядок превышает температуру нейтральных частиц. [c.101]

Во-вторых, Toj bKo исследование кинетической схемы в рамках микроскопического онисания позволяет понять многие практически важные процессы в ударных волнах, пламенах, атмосфере и низкотемпературной плазме, а таки е процессы в лазерах или индуцированные лазерным излучением. В рамках этого подхода задача формулируется не как определение неравновесных концентраций реагентов, а как определение неравновесных функций распределения реагентов по состояниям, формирующихся в результате конкурирующих элементарных нроцессов химического превращения и передачи энергии. [c.3]

Помимо разработки методов решения кинетического уравнения Больцмана и приложения теории, базирующейся на таком уравнении (а для плазмы и на максвелловских уравнениях электромагнитного ноля), к широкому кругу весьма различных задач поведения неравновесных газов, перед кинетической теорией стояла другая общая проблема, которая может быть названа проблемой обоснования кинетической теории. Эта проблема фагстически возникла сразу же после того, как Больцман предложил свое кинетическое уравнение. Дело в том, что хотя с помощью кинетического уравнения Больцмана оказывалось возмолсным дать определенное истолкование второго начала термодинамики и перепости вопрос о причине необратимости неравновесных явлений теплоты на атомно-мЬлекулярный уровень, вслед за этил сразу встал вопрос о том, почему динамические (механические) вполне [c.17]

ПЛАЗМОХИМИЯ, изучает хим. процессы в низкотемпературной плазме (пла.чмохимические реакции) и влияние этих процессов па св-ва плазмы. В П. рассматривается термодинамика пла 1мы, физика атомных и мол. столкновений, газодинамика перемещивающихся потоков с относительно большими конц. реакционноспособных частиц и др. П. связана с неравновесной хим. кинетикой (см. Ра/топесные и неравновесные реакции) и использует теор. и эксперим. методы изучения динамики элементарного акта реакции. Полученные данные позволяют определить изменение распределения частиц реагирующей системы по энергетич. квантовым состояниям в ходе р-ции и рассчитывать скорости р-ций. [c.446]

Неравновесные плазмохим. процессы проводят в реакторах периодич. действия, близких по своим характеристикам к реакторам идеального смешения, обычно в условиях небольшого потока газа. В плазму помещают подложки, на к-рые необходимо нанести (или с к-рых необходимо стравить) пленку (напр., полимерную), или изделия, пов-сть к-рых подлежит обработке. Воздействие активных частиц плазмы (ионов, электронов, своб. радикалов), оптич. излучения плазмы и др. эффекты приводят к изменению хим. состава и структуры поверхностного слоя и позволяют получать материалы и изделия с улучшенными, часто уникальными (по сравнению с традиц. технологиями), св-вами пов-сти. Так, плазмохим. модификацию пов-сти изделий из металлов и сплавов проводят в условиях тлеющего разряда при давлениях 10-10 Па в газовых смесях задаваемого состава при т-ре изделий не выше 10 К. Время обработки составляет от неск. минут до неск. часов в зависимости от вида обрабатываемого материала, необходимой глубины модифицир. слоя и т. п. Хорошо разработаны процессы азотирования, борирования, силицирования, титанирования и т.п., модификация пов-сти полимерных разделит, мембран, резиновых изделий и др. [c.555]

ПЛАЗМОХИМИЯ, изучает кинетику и механизм хим. превращений и физ.-хим. процессов в низкотемпературной плазме. Низкотемпературной принято считать плазму с т-рой 10 -10 К и степенью ионизации 10 -10" , получаемую в электродуговых, высокочастотных и СВЧ газовых разрядах, в ударных трубах, установках адиабатич. сжатия (см. Адиабатического сжатия метод) и др. способами. В П. особенно важно разделение низкотемпературной плазмы на квазирав-новесную, к-рая существует при давлениях порядка атмосферного и выше и характеризуется общей для всех частиц т-рой, и неравновесную, к-рая м. б. получена при давлениях менее 30 кПа и в к-рой т-ра своб. электронов значительно превышает т-ру тяжелых частиц (молекул, ионов). Это разделение связано с тем, что кииетич. закономерности квазиравновесных плазмохим. процессов определяются только высокой т-рой взаимодействующих частиц, тогда как специфика неравновесных плазмохим. процессов обусловлена гл. обр. большим вкладом хим. р-ций, инициируемых горячими электронами. [c.555]

Неравновесные плазмохимвческве процессы. Энергия электрич. поля газового разряда передается электронам, к-рые отдают ее др. частицам плазмы при столкновениях. При упругих столкновениях вследствие относительно малой массы электронов эффективность передачи энергии тяжелым частицам невелика кроме того, при пониж. давлениях среднее число столкновений частиц в единицу времени вообще относительно мало. Это приводит к тому, что средняя энергия электронов существенно превышает среднюю энергию тяжелых частиц. Так, в плазме тлеющего разряда в газах при давлениях 10—10 Па средняя энергия электронов составляет обычно 3-10 эВ, тогда как поступат. энергия тяжелых частиц и вращат. энфгия молекул не превышают [c.555]

Характерный пример плазмохим. процесса в неравновесной плазме-образование твердой пленки полимера на стенках плазмохим. реактора и помещаемых в иего подложках в [c.555]

Понятие Т., сформулированное для равновесного состояния системы в целом, используется и для характеристики локального термодинамич. равновесия, еслн система в целом неравновесна и ее Т. рассматривается как непрерывная ф-ция координат и времени. При локальном термодинамич. равновесии малые элементы объема приближенно рассматриваются как равновесные, обладающие каждый своей Т., и учитьтается обмен энергией (энтропией) между ними. Локальное термодинамич. равновесие-одно из осн. понятий термодинамики необратимых процессов. В ряде физ. задач неравновесная система м.б. разбита на подсистемы, в к-рых время установления термич. равновесия много меньше времени достижения равновесия системой в целом. Подобная ситуация м. б. охарактеризована тем, что каждой из подсистем соотносится своя Т., отличная от Т. других подсистем. Напр., в полухфоводниках Т. электронов проводимости в сильном электрич. поле много выше Т. решетки в плазме отдельно рассматривают Т. электронов и Т. ионов. [c.519]

В рассматриваемых нами гидродинамических уравнениях плазмы остался неопределенным неравновесный тензор плотности потока электронного импульса о , для которого в тринадцатимоментном приближении было получено уравнение (42.28). Исполь-. )уя лто уравнение, в гидродинамическом пределе можем пренебречь временной производной тензора а к, что соответствует нера-понству (43.1), а также в соответствии с неравенством (43.10) можпо пренебречь всеми слагаемыми левой части, содержащими алектронный тензор неравновесной плотности потока импул1,са, среднюю электронную скорость и градиент. Далее, нелинейными по м и д слагаемыми правой части уравнения (42.28) можно пренебречь, если не интересоваться недиссипативным анизотропным вкладом в тензор давлений плазмы, который по сравнению с электронным изотропным давлением является малой величиной порядка т и /хГ.. Тогда уравнение (42.28) принимает вид [c.169]