電漿化學方法

電漿化學方法是在連續高溫電漿流動中進行化學反應或化合物的合成、分解、氧化、還原、氮化、碳化等過程。該方法包括以下三個方面:①電漿的產生:用有電極的直流或交流電弧放電或用射頻、微波等無電極高頻放電以獲得電漿。②反應方案:有兩種混合物的辦法,一是反應物A和B預先混合後再進入電漿發生器,另一種方法是由反應物A進入電漿發生器,然後在混合器中注入反應物B。③驟冷技術:為了使希望獲得的產物從氣相中迅速冷凝固定下來,需要採用驟冷技術,主要有以下幾種:1)用冷的惰性液體如水、氨等噴霧冷卻。2)利用超音速噴嘴進行冷卻。3)利用表面換熱進行冷卻。4)利用氣體的絕熱膨脹進行冷卻。合成無機材料主要通過分解、還原、氧化、氮化、碳化等反應以及熔化、蒸發等物理過程來進行。這些反應過程在電漿中都可以進行。

而且無機材料科學中套用電漿化學方法有一系列其他技術無法取代的優點:①等離子弧提供了一個能量集中、溫度較高的合成反應環境和晶粒細化反應環境。②用改變等離子氣成分的辦法可以為合成反應和晶粒細化反應提供一個最佳的反應氣氛。③電漿中存在正離子和負離子,它們可直接參加合成反應及晶粒細化反應或作為反應的中間介質。④等離子弧提供一個強裂的輻射源,在合成反應及晶粒細化反應中可能引起一些有利的光化學效應。在合成新材料時,常常用電漿來製備超細粉料,用此粉料可以強化和改善無機材料的脆性。該方法引入無機材料科學,對無機材料的晶粒細化、彌散強化、纖維補強等進行探索和研究,使無機材料的性能得到很大提高。另外此方法對難熔金屬和非金屬的提純,以及在半導體工業、超純材料、超導材料等方面都有廣泛的套用。

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