Moddaning asosiy holatlarida, bizga tanish bo'lgan qattiq, suyuq va gazsimon holatlardan tashqari, yana bir noyob holat mavjud -plazmaModdaning bu maxsus holati nafaqat ulkan qo'llanilish salohiyatiga ega, balki turli zamonaviy sanoat sohalarida tobora muhim rol o'ynaydi.

Plazmaning tabiati va xususiyatlari

Plazma - bu ba'zi elektronlari yo'qolgan atomlardan, shuningdek, atom ionlanishidan keyin hosil bo'lgan musbat va manfiy elektronlardan tashkil topgan ionlangan gaz. Fizik nuqtai nazardan, gaz molekulalari yoki atomlar yetarli energiyani yutganda, ularning tashqi elektronlari atom yadrosidan chiqib, musbat zaryadlangan ionlar va manfiy zaryadlangan elektronlar aralashmasini hosil qiladi. Moddaning bu noyob holati plazmaga bir nechta o'ziga xos fizik xususiyatlarni beradi:

• Zo'r o'tkazuvchanlikPlazma ajoyib o'tkazuvchanlikka ega bo'lib, oddiy metall o'tkazgichlarnikidan ustun turadi. Buning sababi, u elektr maydoni ostida kuchli elektr tokini hosil qilishi mumkin bo'lgan ko'plab erkin harakatlanuvchi zaryadlangan zarralarni o'z ichiga oladi. Plazma shuningdek, elektromagnit maydonlarga kuchli ta'sir qiladi va puxta ishlab chiqilgan magnit maydonlar yordamida plazmani aniq boshqarish, ushlash va tezlashtirish mumkin.

Plazmaning tasnifi va hosil bo'lish mexanizmi

Plazma quyidagilarga bo'linishi mumkin yuqori haroratli plazma va past haroratli plazma zarrachalarning harorati va energiya holatiga asoslangan.

• Yuqori haroratli plazma barcha zarrachalar termal muvozanatga yetishi bilan tavsiflanadi, ion va elektron harorati deyarli bir xil bo'ladi. Bu plazma odatda juda yuqori haroratni talab qiladi - millionlab daraja. Yuqori haroratli plazma asosan yadroviy sintez tadqiqotlarida, masalan, sintez plazmasida qo'llaniladi. tokamak qurilmalariSanoat qo'llanmalarida yuqori haroratli plazma plazma yoyli payvandlash va kesish kabi jarayonlarda ham paydo bo'ladi, bu yerda haroratlar oshib ketishi mumkin 30,000 ° C, turli metallarning tez erishini ta'minlaydi.
• Past haroratli plazma qo'shimcha ravishda quyidagilarga bo'linishi mumkin termal plazma va sovuq plazma, yilda termal plazma, elektron va og'ir zarrachalar harorati yaqin, odatda taxminan 10^3-10^4 K, va u odatda materiallarni qayta ishlash va qayta ishlashda qo'llaniladi. Sovuq plazmaboshqa tomondan, noyobdir, chunki elektron harorati ion haroratidan ancha yuqori, elektron harorati esa ... dan oshib ketadi. 10^4 K, ionlar va neytral zarrachalar xona haroratida qoladi. Bu xususiyat sovuq plazmaning material sirtlarini termal shikastlanishga olib kelmasdan o'zgartirishiga imkon beradi.

Plazma texnologiyasining sanoat qo'llanilishi

Materiallar yuzasini qayta ishlash

Plazma texnologiyasi material sirtini qayta ishlashda ajoyib natijalarni namoyish etadi. plastik sirtni qayta ishlash, plazma bombardimoni material yuzasiga qutb guruhlarini kiritadi, bu sirt energiyasini sezilarli darajada oshiradi va plastmassalarning namlanish qobiliyatini tubdan yaxshilaydi. Uchun metall buyumlar, plazma bilan ishlov berish sirtdan oksidlar va organik ifloslantiruvchi moddalarni samarali ravishda yo'q qiladi, shu bilan birga keyingi qoplama va bog'lash jarayonlari uchun faol joylarni yaratadi.

Kabi sohalarda bosib chiqarish va qadoqlash, plazma bilan ishlov berish materialning yopishishini yaxshilashning asosiy texnologiyasiga aylandi. Tegishli plazma bilan ishlov berishni qo'llash orqali plastik plyonkalar va metall folga kabi yopishishi qiyin bo'lgan materiallarga turli xil siyohlarning yopishishini oshirish mumkin. 3-5 marta, va jarayon minimal kimyoviy ifloslantiruvchi moddalarni hosil qiladi.

Murakkab ishlab chiqarish

Plazma payvandlash texnologiyasi chuqur penetratsion payvandlashga erishish uchun yuqori haroratli plazma yoylaridan foydalanadi, energiya zichligi esa undan yuqori. uch marta an'anaviy elektr yoylari uchun mo'ljallangan bo'lib, uni aerokosmik sohalarda yuqori kuchli qotishmalarni payvandlash uchun ideal qiladi. Plazma püskürtme texnologiya kukunli materiallarni plazma oqimida eritadi va ularni substratga tezlashtiradi, zich, yuqori samarali qoplamalar hosil qiladi, bu esa tayyorlashda keng qo'llaniladi. termal to'siq qoplamalari gaz turbinasi pichoqlari uchun.

Mikroelektronika ishlab chiqarish

In yarimo'tkazgichlar sanoati, plazma o'yib ishlov berish texnologiyasi bunga erishishning kalitidir nano miqyosdagi naqsh uzatishPlazma tarkibi va jarayon parametrlarini aniq boshqarish orqali bir necha nanometrgacha bo'lgan aniqlikdagi mikrotuzilmalar kremniy plastinkalariga o'yib yozilishi mumkin. Plazma bilan kuchaytirilgan kimyoviy bug'lanish (PECVD) texnologiya nisbatan past haroratlarda yuqori sifatli dielektrik yupqa plyonkalarni o'stirish imkonini beradi va bu jarayon uchun muhim yordam beradi integral sxema uydirma.

Texnologik afzalliklar va kelajakdagi istiqbollar

Plazma texnologiyasining asosiy afzalliklari uning chuqur modifikatsiya qilish imkoniyatlari, ekologik tozaligi va jarayonlarning moslashuvchanligidadir. An'anaviy kimyoviy ishlov berish bilan solishtirganda, plazmani qayta ishlash deyarli kimyoviy reagentlarni iste'mol qilmaydi yoki zaharli chiqindi suyuqliklarni ishlab chiqarmaydi, bu zamonaviy ishlab chiqarishning yashil rivojlanish maqsadlariga mos keladi. Bundan tashqari, plazma hosil qilish parametrlarini sozlash orqali turli materiallar uchun maxsus talablarni qondirish uchun qayta ishlash effektlarini aniq nazorat qilish mumkin.

Yangi materiallar va jarayonlarning doimiy ravishda paydo bo'lishi bilan plazma texnologiyasi yanada takomillashtirilgan va aqlli qo'llanmalar tomon rivojlanmoqda. atmosfera bosimi plazma texnologiyasi uzluksiz onlayn ishlov berishni amalga oshirish imkonini beradi, shu bilan birga impulsli plazma texnologiyasi qayta ishlash aniqligini oshirish uchun yangi yechimlarni taklif etadi. Energiya va atrof-muhitni muhofaza qilish sohasida plazma texnologiyasi istiqbolli qo'llanmalarni namoyish etadi xavfli chiqindilarni qayta ishlash va yonilg'i xujayralari ishlab chiqarish.

Asosiy fan va sanoat qo'llanmalari o'rtasidagi muhim ko'prik sifatida, plazma texnologiyasi ishlab chiqarishda texnologik innovatsiyalarni rivojlantirishda davom etmoqda. Plazma-material o'zaro ta'sirini chuqurroq tadqiq qilish bilan ushbu texnologiya ko'proq sohalarda muhim rol o'ynashi va texnologik taraqqiyot va sanoatni modernizatsiya qilishga katta hissa qo'shishi kutilmoqda.