武汉离子渗氮是在真空炉体内,通过稀薄气体放电,形成由离子、电子和中性粒子所构成的局部电离状态(即等离子体)中进行的,因此,了解等离子体的产生、放电特性是非常必要的。
一、等离子体的基础概念
所谓等离子体是指一种电离气体,是由离子、电子和中性粒子所组成的集合体,整个显中性,它是一种由带电粒子组成的电离状态,称为物质的第四状态。
二、等离子体的获得
要获得等离子体必须使中性粒子电离,而使中性粒子电离的方法有多种,以下列出了其中的三种方法。
1、低气压气体放电获得等离子体。离子氮化炉就是利用这种方法。
2、利用高能粒子的方法。如核聚变所用的方法。
3、利用电磁波能量的方法。如用X射线、γ射线使气体电离。
三、等离子体的性质
1、等离子体在宏观上是电中性的
等离子体是电离了的气体,它由电子、离子和中性粒子三种成分组成。其中电子和离子的电荷总数基本相等,因而作为整体是点中性的。
2、等离子体具有很高的导电率,等离子体在宏观上虽然是电中性,但由于体系中包含有大量的带电粒子(电子和离子),而且浓度很高,所以具有很好的电导性。
3、等离子化学反应比热化学反应容易进行
等离子化学反应的特征是热力学上稳定的激发态和离子态,这种反应大多数活化能是很低的,例如在离子分子反应中大多数场合活化能为零,使其反应易进行,变成受扩散支配的反应。
气体放电的伏安特性
由中性原子、分子组成的气体,一般情况下是不导电的。由于自然界存在的各种辐射(..射线、紫外线、放射性元素产生的γ射线等)使气体电离,出现了微量原始电荷(原始载流子)。在近地面的大气中其浓度约为1000离子偶/cm3。于是在直流高压电场下,低压(稀薄)气体中的电子被加速向阳极运动,并碰撞气体原子、分子,使之不断被电离产生新电子、离子——自激(或次级)载流子。上述过程中产生的正离子在电场加速下轰击阴极,造成二次电子发射并维持放电过程,于是,气体就具备了导电性能。随着放电电流的加大,放电逐渐增强,从汤生德放电过渡为辉光放电、弧光放电。这后两种放电就是所谓“自持”放电,即在没有外电离源情况下也能维持的放电。
以上是武汉离子渗氮的理论基础及离子渗氮理论,希望对大家有所帮助!