热等离子体主要用于以下 3方面。①等离子体冶炼：用于冶炼用普通方法难于冶炼的材料，例如高熔点的锆 (Zr)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、钒(V)、钨(W)等金属；还用于简化工艺过程，例如直接从ZrCl4、MoS2、Ta2O5和TiCl4中分别获得Zr、Mo、Ta和Ti；用等离子体熔化快速固化法可开发硬的高熔点粉末，如碳化钨-钴、Mo-Co、Mo-Ti-Zr-C等粉末。 等离子体冶炼的优点是产品成分及微结构的一致性好，可免除容器材料的污染。②等离子体喷涂：许多设备的部件应能耐磨、耐腐蚀、抗高温，为此需要在其表面喷涂一层具有特殊性能的材料。用等离子体沉积快速固化法可将特种材料粉末喷入热等离子体中熔化，并喷涂到基体（部件）上，使之迅速冷却、固化，形成接近网状结构的表层，这可大大提高喷涂质量。③等离子体焊接：可用以焊接钢、合金钢；铝、铜、钛等及其合金。特点是焊缝平整，可以再加工,没有氧化物杂质,焊接速度快。用于切割钢、铝及其合金，切割厚度大。
冷等离子体应用
冷等离子体的电子温度比离子温度高，分别为10电子伏及以下和室温，主要用于化学合成、材料表面改性和大规模集成电路的刻蚀。
冷等离子体发生装置
采用直流、交流、射频及微波电源。图3为几种装置示意。图3a是渗氮或渗碳装置，气体（N2或CH4等）在等离子体中分解、电离,产生的氮或碳离子轰击工件(基体)，渗入表面，形成硬壳层。图3b是等离子体气相沉积装置，反应气体在等离子体中分解、电离,并进行化学反应,再沉积在基体上并聚合或完成其他反应，形成膜。图3c是一种微波装置，它可通过传动机构使工件在等离子体中连续移动，能作大面积的表面加工或沉积。
等离子体合成
等离子体可促使有机及无机化合物进行各种反应。①由氢化合物、 挥发性卤化合物、 氟碳化合物、氟氮化合物生成相应的高分子化合物。如由SiH4、B5H9分别制成Si2H6或Si3H8及B10H16；由SiCl4、GeCl4、BCl3分别合成为、Ge2Cl6、B2Cl4；由CF4生成C2F4、C2F6、C3F6、C3F8,合成NF2、NF3、N2F2、N2F4等。② 通过分子异构化，得到不同分子结构。 如 CH3·CH2·CH2·Cl成为CH3·CHCl·CH3;2萘基甲醚成为1甲基-2萘酚。③将原子或小分子从原分子中脱除出来。由这过程可得到多种环产物或杂环结构。④双分子反应。如用苯组成联苯或联三苯。醚可以组成多种饱和烃及未饱和烃。 |
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