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常壓電漿機的瓶頸與挑戰-國興技術不忘初心砥礪前行
编辑:原創 瀏覽:1117 發布日期: 2021-03-18

電漿的產生需利用電磁場來提供能量以加速電子,因此電子在電場中吸取能量,若能量累積夠高時,將足以使被碰撞的氣體分子產生解離(ionization),使電子數目增加,而新生電子與原先電子再進一步吸取能量,產生更多的電子,形成連鎖反應(chain reaction)。所以,電子需在電場中吸取能量並累積到足以使氣體解離時才能產生電漿。

電子最高動能 = 電場對電子所做功之累積

       F × d

       = q × ε × λ

F:作用力,d:距離,

q:電子電荷量,ε:電場強度,λ:電子的平均自由途徑

低壓電漿因電子的平均自由途徑較其他粒子長許多,因而可獲得足夠解離其他氣體的能量,但在壓力為一大氣壓時下,由於氣體分子碰撞頻繁而平均自由途徑非常的短,故電子難以累積足夠的能量來解離氣體分子,因而無法啟動電漿。

此時,要產生電漿的方式有二種:()提高外加電源的電位至幾千伏特以上,使電子在兩次碰撞間的有限的距離累積內獲得足夠的能量,以進行離子化反應產生電漿;()提供大量電流加熱氣體分子,形成高溫電漿。此外,常壓電漿相較於低壓電漿,常會遇到特有的各種放電不穩定問題,也就是說常壓電漿容易侷限在特定的局部區域,因而必須使用昂貴但容易放電的氰氣或氦氣做為製程氣體加以克服。如何建立便宜、大面積且高效率的常壓電漿技術仍為全世界正在努力解決的問題,也是業界最難突破的技術瓶頸。

 

 


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