等离子体产生原理ppt课件
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等离子体及其在环境中的应用(共28张PPT)
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正、负电晕放电随电压(diànyā)变化的图像
5 mm
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5 mm
介质阻挡 放电（ (zǔdǎng) DBD)
• 也叫无声放电。结合(jiéhé)了辉光放电和电晕放电的优点，可以在大气压 条件下产生大面积低温等离子体[32]，且体系温度与活性粒子的密度 均适中。将绝缘介质插入两个电极之间，防止电极的直接击穿形成 火花弧光放电，从而形成均匀稳定的大面积等离子体。
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电除尘
• 电除尘器是利用电晕放电产生的大量离子(lízǐ)使得粒子荷电，并使荷电 粒子在电场力的驱动下移向集尘板，从而将微粒从气流中分离出来的 装置。用电除尘的方法分离、捕集气体中的尘粒。
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空气净化
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臭氧 发生器 (chòuyǎng)
• 臭氧(chòuyǎng)是一种氧化和杀菌性能极高的氧化剂，被广泛用于食品加工存 储与保鲜、医疗卫生及餐具消毒和水处理等行业。臭氧(chòuyǎng)易分解为氧， 不便于收集贮存，必须在常温或低温下现场生产。臭氧(chòuyǎng)的主要生产
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Influent gas
NTP/Catalyst
Effluent gas
Influent gas
NTP
Catalyst
Effluent gas
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高压 放电水处理 (gāoyā)
• 水下高压放电是在由尖端电极极不均匀电场中产生的。还可向溶液通 入气体，促进局部放电和等离子体通道的形成、增加活性物质数量， 从而处理(chǔlǐ)难降解有机废水和水体消毒灭菌。
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辉光 放电 (huī ɡuānɡ)
正、负电晕放电随电压(diànyā)变化的图像
5 mm
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5 mm
介质阻挡 放电（ (zǔdǎng) DBD)
• 也叫无声放电。结合(jiéhé)了辉光放电和电晕放电的优点，可以在大气压 条件下产生大面积低温等离子体[32]，且体系温度与活性粒子的密度 均适中。将绝缘介质插入两个电极之间，防止电极的直接击穿形成 火花弧光放电，从而形成均匀稳定的大面积等离子体。
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电除尘
• 电除尘器是利用电晕放电产生的大量离子(lízǐ)使得粒子荷电，并使荷电 粒子在电场力的驱动下移向集尘板，从而将微粒从气流中分离出来的 装置。用电除尘的方法分离、捕集气体中的尘粒。
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空气净化
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臭氧 发生器 (chòuyǎng)
• 臭氧(chòuyǎng)是一种氧化和杀菌性能极高的氧化剂，被广泛用于食品加工存 储与保鲜、医疗卫生及餐具消毒和水处理等行业。臭氧(chòuyǎng)易分解为氧， 不便于收集贮存，必须在常温或低温下现场生产。臭氧(chòuyǎng)的主要生产
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Influent gas
NTP/Catalyst
Effluent gas
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高压 放电水处理 (gāoyā)
• 水下高压放电是在由尖端电极极不均匀电场中产生的。还可向溶液通 入气体，促进局部放电和等离子体通道的形成、增加活性物质数量， 从而处理(chǔlǐ)难降解有机废水和水体消毒灭菌。
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辉光 放电 (huī ɡuānɡ)
低温等离子体介绍PPT课件
进而H2S被OH自由基氧化分解。 H2S + OH →（HO·H2S）→ H2O + SH
SH + O2 → SO + OH
13
以苯乙烯为例说明：
苯乙烯在高能电子的攻击下，可发生如下反应：
C6H5CH C2 H •
C 6H 5 C H C• H H •
C 6H 5C H C2H e C6H5••CH C2 H
0.01秒
53
54
6-3 第三代等离子体应用于 山东新华制药股份有限公司酯类废气处理
①新华制药异味气 体等离子体处理装 置
55
56
6-4 正在应用和即将应用的工程案例
一． 烟台恒邦化工助剂有限公司黄药生产--异丙(丁、 戊)醇和CS2废气处理
Q=6000M3/h,废气浓度15000mg/L 二. 吉林石化化肥厂污水站—醇、醛、胺类废气处理
42
第二代介质阻挡放电工业废气处理装置：
43
第三代低温等离子体 工业废气处理装置
44
等离子体放电管工作状况图：
45
第三代 产品试 验装置
试验现 场
46
中石化齐鲁分公司腈纶厂试验装置
47
组合式实验平台
48
移动式一体化试验平台
设计试验车1辆，组合式试验设备2台，建设实验 室200m2，试验车间1000m2。
移动试验车
49
六.工程应用及样板工程
50
6-1 第二代等离子体应用于 上海化纤(集团)有限公司H2S、CS2废气处理
等离子体 废气处理 装置图
51
52
6-2 第三代等离子体应用于 齐鲁石化腈纶厂有机胺废气处理
②齐鲁石化腈纶厂 恶臭气体等离子体 处理装置
SH + O2 → SO + OH
13
以苯乙烯为例说明：
苯乙烯在高能电子的攻击下，可发生如下反应：
C6H5CH C2 H •
C 6H 5 C H C• H H •
C 6H 5C H C2H e C6H5••CH C2 H
0.01秒
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6-3 第三代等离子体应用于 山东新华制药股份有限公司酯类废气处理
①新华制药异味气 体等离子体处理装 置
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6-4 正在应用和即将应用的工程案例
一． 烟台恒邦化工助剂有限公司黄药生产--异丙(丁、 戊)醇和CS2废气处理
Q=6000M3/h,废气浓度15000mg/L 二. 吉林石化化肥厂污水站—醇、醛、胺类废气处理
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第二代介质阻挡放电工业废气处理装置：
43
第三代低温等离子体 工业废气处理装置
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等离子体放电管工作状况图：
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第三代 产品试 验装置
试验现 场
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中石化齐鲁分公司腈纶厂试验装置
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组合式实验平台
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移动式一体化试验平台
设计试验车1辆，组合式试验设备2台，建设实验 室200m2，试验车间1000m2。
移动试验车
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六.工程应用及样板工程
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6-1 第二代等离子体应用于 上海化纤(集团)有限公司H2S、CS2废气处理
等离子体 废气处理 装置图
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6-2 第三代等离子体应用于 齐鲁石化腈纶厂有机胺废气处理
②齐鲁石化腈纶厂 恶臭气体等离子体 处理装置
等离子体物理学导论ppt课件
3、等离子体响应时间： 静态等离子体的德拜长度，主要取决于低温成分的德 拜长度。在较快的过程中，离子不能响应其变化，在 鞘层内不能随时达到热平衡的玻尔兹曼分布，只起到 常数本底作用，此时等离子体的德拜长度只由电子成 份决定。 等离子体的响应时间： 1)、建立德拜屏蔽所需要的时间 2)、等离子体对外加电荷扰动的响应时间 3)、电子以平均的热速度跨越鞘层空间所
)1/ 2 , lD
(lD2i
l ) 2 1/ 2 De
提示：
A1：是的，排空同号电荷，调整粒子密度 A2: 低温成份(稳态过程)、
由电子德拜长度决定(短时间尺度运动过程)
4、德拜屏蔽是一个统计意义上的概念，表现在上述推导过程
中使用的热平衡分布特征，电势的连续性等概念成立的前
提是： 德拜球内存在足够多的粒子
德拜屏蔽概念的几个要点： 1、电屏蔽、维持准中性 2、基本尺度：空间尺度 3、响应时间：时间尺度 4、统计意义：等离子体参数
等离子体概念成立的两个判据： 时空尺度、统计意义
后面还有一个，共同保障集体效应的发挥！
三、 等离子体Langmuir振荡： 等离子体振荡示意图
x=0
物理图像：密度扰动电荷分离（大于德拜半径尺度）电场 驱动粒子(电子、离子)运动“过冲”运动 往返振荡等离子体最重要的本征频率： 电子、离子振荡频率
1. 捕获与约束 逃逸与屏蔽 (反抗约束) 由自由能与捕获能平衡决定! 德拜长度: 1、随数密度增加而减小，即更 小范围内便可获得足够多的屏蔽用的粒子
2、随温度升高而增大：温度代表粒子 自由能，零温度则屏蔽电子缩为薄壳
德拜屏蔽是两个过程竞争的结果: 约束与逃逸 (反抗约束) 屏蔽与准中性 由自由能与相互作用能平衡决定!
消除流行的错误的温度概念: 荧光灯管内的电子温度为20,000K 日冕气体温度高达百万度,却烧不开一杯水
微波与等离子体PPT课件
辉光放电：从直流到微波的所有频率带的电源产生
各种不同的电离状态。辉光放电法所产生的低温等 离子体在薄膜材料的制备技术中得到了非常广泛的 应用。
燃烧：通过燃烧，火焰中的高能粒子相互之间发生
碰撞，从而导致气体发生电离，这种电离通常称之 为热电离。另外，特定的热化学反应所放出的能量 也能够引起电离。
超 短 波
红 外 光
3
2 微波的产生
微波通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的 器件来获得。
产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类： 半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电 子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之 为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能 量的有磁控管、多腔速调管、微波三、四极管、 行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用 中使用的主要是磁控管及速调管。
它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、 气外，物质存在的第四态 .
24
25
等离子体与气体的区别
普通气体由分子构成，分子之间相互作用力是短程
力，仅当分子碰撞时，分子之间的相互作用力才有 明显效果，理论上用分子运动论描述．
在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，
库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局 部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时， 能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷 定向运动引起电流，产生磁场．电场和磁场要影响 其他带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热 传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动等．等离 子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的 第四态。
8
选择性加热
物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因 数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸 收能力就强，相反，就弱。由于各物质的损耗 因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热 的特点。
各种不同的电离状态。辉光放电法所产生的低温等 离子体在薄膜材料的制备技术中得到了非常广泛的 应用。
燃烧：通过燃烧，火焰中的高能粒子相互之间发生
碰撞，从而导致气体发生电离，这种电离通常称之 为热电离。另外，特定的热化学反应所放出的能量 也能够引起电离。
超 短 波
红 外 光
3
2 微波的产生
微波通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的 器件来获得。
产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类： 半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电 子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之 为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能 量的有磁控管、多腔速调管、微波三、四极管、 行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用 中使用的主要是磁控管及速调管。
它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、 气外，物质存在的第四态 .
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等离子体与气体的区别
普通气体由分子构成，分子之间相互作用力是短程
力，仅当分子碰撞时，分子之间的相互作用力才有 明显效果，理论上用分子运动论描述．
在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，
库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局 部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时， 能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷 定向运动引起电流，产生磁场．电场和磁场要影响 其他带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热 传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动等．等离 子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的 第四态。
8
选择性加热
物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因 数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸 收能力就强，相反，就弱。由于各物质的损耗 因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热 的特点。
《等离子显示原》课件
对未来研究的建议和展望
技术改进
针对等离子显示技术的效率和寿命问题，需要进一步研究和改进，如 优化电极结构、气体成分和驱动电路等。
新型应用
探索等离子显示技术在新型显示领域的应用，如透明显示、柔性显示 和可穿戴显示等。
环境影响
关注等离子显示技术的环保影响，研究其在生产和使用过程中的能耗 和废弃物处理问题，推动绿色生产。
技术特点
应用领域
等离子显示技术以其高亮度、宽视角 、快速响应和真彩色的特点，在显示 领域占据一席之地。
等离子显示技术在电视、公共信息显 示、高端商业展示等领域有广泛应用 ，尤其在大型显示和高清显示方面具 有优势。
工作原理
通过气体放电产生紫外线激发荧光物 质，从而实现显示效果。其工作原理 涉及多个物理过程和复杂的电场分布 。
在等离子显示器中，气体 放电产生等离子体，进而 激发荧光物质发出可见光 ，形成图像。
等离子显示技术的发展历程
1940年代
等离子显示技术的概念被提出，但当时技 术尚不成熟。
1960年代
等离子显示技术开始进入研究阶段，初步 实现了一些实验性显示。
1990年代
等离子显示技术开始商业化应用，PDP（ Plasma Display Panel）产品问世。
与其他技术的比较
深入研究等离子显示技术与液晶显示、有机发光二极管显示等其他主 流显示技术的优劣比较，为未来显示技术的发展提供参考。
谢谢您的聆听
THANKS
03
等离子显示技术应用
等离子电视
大屏幕显示
01
等离子电视以其42英寸以上的大屏幕显示而著名，为用户提供
家庭影院般的观影体验。
高清晰度
02
等离子电视能提供高达1080p的分辨率，展现出清晰、细腻的
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2
• 若碰撞电子能量足够高，电子吸收的能量就可以使其 脱离核的束缚而成为自由电子，也就是分子发生了 “电离”，用XY+表示 。
• 电子对分子XY的碰撞也可以使之分解成为X原子和Y 原子（离解/裂解）。用“：”表示分子中成键的电子 对，离解过程可以表示为X:YX + Y。这样带有未成 对电子 的X，Y就容易发生化学反应，故称为化学活 性或基团。
3
等离子体特性
等离子体的基本反应过程 激发： XY + e XY*+e 退激:XY*XY＋hv（光子）
离解： XY + e X + Y + e
电离： XY + e XY+ + 2e X+ + Y + 2e
电子和离子在电场中受加速 粒子间的碰撞产生热效应、粒 子和固体表面的碰撞
等离子体特性应用
发光特性 <光学应用> 化学活性 <化学应用> 导电性 <电气应用> 高速粒子 <力学应用> 产生高温 <热学应用>
等离子体的应用
反应离子刻蚀：RIE、ICP
薄膜沉积： 等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 微波增强化学气相沉积 (MPECVD)
1
等离子体的产生
在等离子体气体中，以电子碰撞双原子分子XY为例，若 碰撞能量小，则会发生弹性碰撞，电子的动能不会改变。若 碰撞能量很高，分子中绕核运动的低能电子，就会在碰撞中 获得足够的能量，被激发至离核较远的高能级轨道上运动。 我们把这种高能级状态的分子称为激发态分子，用XY*表示。 激发态分子中的电子从高能级跳回到低能级时，便以发光的 形式发出多余能量(辉光放
• 若碰撞电子能量足够高，电子吸收的能量就可以使其 脱离核的束缚而成为自由电子，也就是分子发生了 “电离”，用XY+表示 。
• 电子对分子XY的碰撞也可以使之分解成为X原子和Y 原子（离解/裂解）。用“：”表示分子中成键的电子 对，离解过程可以表示为X:YX + Y。这样带有未成 对电子 的X，Y就容易发生化学反应，故称为化学活 性或基团。
3
等离子体特性
等离子体的基本反应过程 激发： XY + e XY*+e 退激:XY*XY＋hv（光子）
离解： XY + e X + Y + e
电离： XY + e XY+ + 2e X+ + Y + 2e
电子和离子在电场中受加速 粒子间的碰撞产生热效应、粒 子和固体表面的碰撞
等离子体特性应用
发光特性 <光学应用> 化学活性 <化学应用> 导电性 <电气应用> 高速粒子 <力学应用> 产生高温 <热学应用>
等离子体的应用
反应离子刻蚀：RIE、ICP
薄膜沉积： 等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 微波增强化学气相沉积 (MPECVD)
1
等离子体的产生
在等离子体气体中，以电子碰撞双原子分子XY为例，若 碰撞能量小，则会发生弹性碰撞，电子的动能不会改变。若 碰撞能量很高，分子中绕核运动的低能电子，就会在碰撞中 获得足够的能量，被激发至离核较远的高能级轨道上运动。 我们把这种高能级状态的分子称为激发态分子，用XY*表示。 激发态分子中的电子从高能级跳回到低能级时，便以发光的 形式发出多余能量(辉光放