熱等離子體主要用于以下 3方面。①等離子體冶煉：用于冶煉用普通方法難于冶煉的材料，例如高熔點的鋯 (Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、釩(V)、鎢(W)等金屬；還用于簡化工藝過程，例如直接從ZrCl4、MoS2、Ta2O5和TiCl4中分別獲得Zr、Mo、Ta和Ti；用等離子體熔化快速固化法可開發硬的高熔點粉末，如碳化鎢-鈷、Mo-Co、Mo-Ti-Zr-C等粉末。 等離子體冶煉的優點是產品成分及微結構的一致性好，可免除容器材料的污染。②等離子體噴涂：許多設備的部件應能耐磨、耐腐蝕、抗高溫，為此需要在其表面噴涂一層具有特殊性能的材料。用等離子體沉積快速固化法可將特種材料粉末噴入熱等離子體中熔化，并噴涂到基體（部件）上，使之迅速冷卻、固化，形成接近網狀結構的表層，這可大大提高噴涂質量。③等離子體焊接：可用以焊接鋼、合金鋼；鋁、銅、鈦等及其合金。特點是焊縫平整，可以再加工,沒有氧化物雜質,焊接速度快。用于切割鋼、鋁及其合金，切割厚度大。
冷等離子體應用
冷等離子體的電子溫度比離子溫度高，分別為10電子伏及以下和室溫，主要用于化學合成、材料表面改性和大規模集成電路的刻蝕。
冷等離子體發生裝置
采用直流、交流、射頻及微波電源。圖3為幾種裝置示意。圖3a是滲氮或滲碳裝置，氣體（N2或CH4等）在等離子體中分解、電離,產生的氮或碳離子轟擊工件(基體)，滲入表面，形成硬殼層。圖3b是等離子體氣相沉積裝置，反應氣體在等離子體中分解、電離,并進行化學反應,再沉積在基體上并聚合或完成其他反應，形成膜。圖3c是一種微波裝置，它可通過傳動機構使工件在等離子體中連續移動，能作大面積的表面加工或沉積。
等離子體合成
等離子體可促使有機及無機化合物進行各種反應。①由氫化合物、 揮發性鹵化合物、 氟碳化合物、氟氮化合物生成相應的高分子化合物。如由SiH4、B5H9分別制成Si2H6或Si3H8及B10H16；由SiCl4、GeCl4、BCl3分別合成為、Ge2Cl6、B2Cl4；由CF4生成C2F4、C2F6、C3F6、C3F8,合成NF2、NF3、N2F2、N2F4等。② 通過分子異構化，得到不同分子結構。 如 CH3·CH2·CH2·Cl成為CH3·CHCl·CH3;2萘基甲醚成為1甲基-2萘酚。③將原子或小分子從原分子中脫除出來。由這過程可得到多種環產物或雜環結構。④雙分子反應。如用苯組成聯苯或聯三苯。醚可以組成多種飽和烴及未飽和烴。 |
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