去耦等離子體氮化工藝

1. 等離子體技術在生活生產中的應用

等離子切割機，有些燈也是等離子原理，還有某些電視

2. 等離子體是如何製造的

★【等離子體】是由部分電子被剝奪後的原子及原子被電離後產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質，它是除去固、液、氣外，物質存在的第四態。等離子體是一種很好的導電體，利用經過巧妙設計的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體物理的發展為材料、能源、信息、環境空間，空間物理，地球物理等科學的進一步發展提新的技術和工藝。

★看似「神秘」的等離子體，其實是宇宙中一種常見的物質，在太陽、恆星、閃電中都存在等離子體，它佔了整個宇宙的99％。現在人們已經掌握利用電場和磁場產生來控制等離子體。例如焊工們用高溫等離子體焊接金屬。

★等離子體可分為兩種：高溫和低溫等離子體。現在低溫等離子體廣泛運用於多種生產領域。例如：等離子電視，嬰兒尿布表面防水塗層，增加啤酒瓶阻隔性。更重要的是在電腦晶元中的蝕刻運用，讓網路時代成為現實。

★高溫等離子體只有在溫度足夠高時發生的。太陽和恆星不斷地發出這種等離子體，組成了宇宙的99％。低溫等離子體是在 常溫下發生的等離子體（雖然電子的溫度很高）。低溫等離子體體可以被用於氧化、變性等表面處理或者在有機物和無機物上進行沉澱塗層處理。

★等離子體是物質的第四態，即電離了的「氣體」，它呈現出高度激發的不穩定態，其中包括離子(具有不同符號和電荷)、電子、原子和分子。其實，人們對等離子體現象並不生疏。在自然界里，熾熱爍爍的火焰、光輝奪目的閃電、以及絢爛壯麗的極光等都是等離子體作用的結果。對於整個宇宙來講，幾乎99．9％以上的物質都是以等離子體態存在的，如恆星和行星際空間等都是由等離子體組成的。用人工方法，如核聚變、核裂變、輝光放電及各種放電都可產生等離子體。 分子或原子的內部結構主要由電子和原子核組成。在通常情況下，即上述物質前三種形態，電子與核之間的關系比較固定，即電子以不同的能級存在於核場的周圍，其勢能或動能不大。

由離子、電子以及未電離的中性粒子的集合組成，整體呈中性的物質狀態．

普通氣體溫度升高時，氣體粒子的熱運動加劇，使粒子之間發生強烈碰撞，大量原子或分子中的電子被撞掉，當溫度高達百萬開到1億開，所有氣體原子全部電離．電離出的自由電子總的負電量與正離子總的正電量相等．這種高度電離的、宏觀上呈中性的氣體叫等離子體．

等離子體和普通氣體性質不同，普通氣體由分子構成，分子之間相互作用力是短程力，僅當分子碰撞時，分子之間的相互作用力才有明顯效果，理論上用分子運動論描述．在等離子體中，帶電粒子之間的庫侖力是長程力，庫侖力的作用效果遠遠超過帶電粒子可能發生的局部短程碰撞效果，等離子體中的帶電粒子運動時，能引起正電荷或負電荷局部集中，產生電場；電荷定向運動引起電流，產生磁場．電場和磁場要影響其他帶電粒子的運動，並伴隨著極強的熱輻射和熱傳導；等離子體能被磁場約束作迴旋運動等．等離子體的這些特性使它區別於普通氣體被稱為物質的第四態

3. 請問滲氮熱處理的優缺點

滲氮的意思將氮滲入鋼鐵零件表面，從而得到具有良好理化性能的滲氮層，具體表現在高硬度、耐磨性、抗咬合性能、紅硬體和良好疲勞強度等方面。雖然有時候淬火也能達到提高強度的目的，但滲氮主要的特點是變形很小。要說缺點嘛，滲氮工藝的缺點是生產周期長(一般要數十到數百小時)、成本較高、滲氮層較薄(一般為0.5mm左右)、且脆性較大，因此，滲氮零件不能承受太大的接觸應力和高的沖擊載荷。希望可以幫到你。順便做個廣告我公司出售微脈沖等離子體滲氮爐。

4. 等離子體發生器的應用

高頻等離子體炬在工業中已有多方面的應用，特別是在等離子體化工、冶金和光學材料提純等方面。它還可制備超導材料，如用氫高頻等離子體還原釩－硅（或釩－鍺），鈮－鋁（或鈮－鍺）的氯化物蒸氣以制備超導材料。中國冶金、采礦企業中需處理的鈦礦石、含釩礦渣、磷礦石以及工業難熔廢料含稀有材料的礦渣很多，採用高頻等離子體炬是頗有前途的冶煉手段，可從中煉出有用的金屬和稀有元素。
高頻等離子體發生器的功率輸出范圍為0.5～1兆瓦，效率為50%～75%，放電室中心溫度一般約高達7000～10000開。
低氣壓等離子體發生器 一種低氣壓氣體放電裝置，一般由三部分組成：產生等離子體的電源、放電室、抽真空系統和工作氣（或反應氣）供給系統。通常有四類：靜態放電裝置（圖5之a）、高壓電暈放電裝置(圖5之b)、高頻（射頻）放電裝置（有3種類型，圖5之c）和微波放電裝置（圖5之d）。把被處理的固體表面或需要聚合膜層的基體表面置於放電環境中，由等離子體處理。由於低氣壓等離子體為冷等離子體，當氣壓為 133～13.3帕左右時，電子溫度高達10000開，而氣體溫度只有300開，既不致燒壞基體，又有足夠能量進行表面處理。 低氣壓等離子體發生器已日益廣泛應用於等離子體聚合、制備薄膜、刻蝕、清洗等表面處理工藝中。成功的例子如：在半導體製作工藝中，採用氟里昂等離子體干腐蝕，用離子鍍法在金屬表面生成氮化鈦膜等。70年代以來，低氣壓等離子體對非金屬固體（如玻璃、紡織品、塑料等）的表面處理及改性技術也有迅速發展。

5. 等離子體技術的兩個顯著特徵是

利用等離子體獲得高溫熱源的一項技術。在化學工業中，利用等離子技術能實現一系列的反應過程。等離子體是指處於電離狀態的氣態物質，其中帶負電荷的粒子（電子、負離子）數等於帶正電荷的粒子（正離子）數。通常與物質固態、液態和氣態並列，稱為物質第四態。通過氣體放電或加熱的辦法，從外界獲得足夠能量，使氣體分子或原子中軌道所束縛的電子變為自由電子，便可形成等離子體。
主要特點為：

①等離子體中具有正、負離子，可作為中間反應介質。特別是處於激發狀態的高能離子或原子，可促使很多化學反應發生。

②由於任何氣態物質均能形成等離子體,所以很容易調整反應系統氣氛,通過對等離子介質的選擇可獲得氧化氣氛、還原氣氛或中性氣氛。

③等離子體本身是一種良導體，所以能利用磁場來控制等離子體的分布和它的運動，這有利於化工過程的控制。

④熱等離子體提供了一個能量集中、溫度很高的反應環境。溫度為104～105℃的熱等離子體是目前地球上溫度最高的可用熱源。它不僅可以用來大幅度地提高反應速率，而且還可藉以產生常溫條件下不可能發生的化學反應。此外，熱等離子體中的高溫輻射能引起某些光電反應。
應用
①以熱等離子體制備乙炔、硝酸、聯氨和炭黑等產品。

②用熱等離子技術合成高溫碳化物、氮化物和硼化物,如碳化鎢、氮化鈦等。

③用熱等離子技術制備超細粉末,如0.01～1μm的三氧化二鋁、二氧化硅和氮化硅粉末。

④冷等離子體中的聚合薄膜的形成或清洗，如半導體工業中的氧化硅膜。

⑤在冷等離子體中實現材料表面改性，如離子氮化、滲碳等工藝。

6. 鈦陽極化處理工藝和酸洗鈍化

耐磨性表面處理耐磨性是鈦金屬最大缺點，容易產生麻面等缺陷。鈦表面處理方法有鍍Cr、鍍Ni的濕式鍍膜法、濺射法、堆焊法、熱擴散法等，此外較先進的如CVD、PVD、PVCD表面強化法。

1、 濕式鍍膜是一種有效的耐磨表面處理方法，先鍍Ni，再鍍Cr。電解法成膜速度快，厚度幾微米。

2、 濺射法是利用等離子流高速空氣射流，使滴下的熔融金屬噴灑在被處理材料表面，無須真空，效率快。

3、 堆焊法是利用等離子轉移弧對鈦表面進行堆焊硬化從而具有耐磨性。適合處理較大較厚的大型工件，方法簡單，無須在高溫下暴露防止力學性能下降。

4、 熱擴散法主要用於鋼鐵材料的硬化處理如滲碳、氮化、硼化等熱擴散工藝。離子氮化法與氣體氮化不同，離子氮化採用輝光放電等離子體破壞鈦表面氧化膜，效率高。近年來用於鈦，溫度達到850攝氏度，氮化膜厚度從0.7微米增到5.0微米，表面硬度達1200-1600Hv，耐磨性良好。

二、耐蝕性表面處理通常對鈦金屬及鈦合金進行耐蝕性表面處理是為了防止鈦在腐蝕性強的硫酸、鹽酸等非氧化性酸水溶液中被腐蝕。故採用表面處理方法如下：

5、 大氣氧化處理 鈦金屬及合金放置在高溫大氣中，氧化膜會增厚，且隨時間延長及溫度升高而厚度增加，從而放置鈦的全面腐蝕及間隙腐蝕，方法簡單，但耐久性不高。且有大氣氧化處理條件，溫度和時間的保障。

6、 貴金屬塗覆 鈦的氧化膜能保護鈦被腐蝕，氧化膜的生成反應公式為：Ti +2H2O棗→TiO2 +4H+ +4e?/P> 該反應為陽極反應，可通過提高鈦的電位使此反應進行，提高鈦的氧化膜穩定性和耐腐蝕性。面積較大時，施加均一電壓比較困難故而不適用此方法。貴金屬在苛刻環境下也不容易被腐蝕，而且顯高電位。因此在鈦金屬表面塗覆貴金屬，有效提高其腐蝕性。通常使用鈀（Pd）和釕（Ru）及他們的氧化物進行塗覆，耐腐蝕性非常好。

7、 乾式工藝塗覆TiC、TiN膜（CVD、PVD、PCVD） TiC、TiN及TiCN耐腐蝕比Ti更好，方法有氣體法、CVD、PVD、PCVD，須在遠高於鈦相變點溫度下加熱，使其組織、形狀發生變化造成製品不能滿足使用要求，CVD、PVD、PCVD法需要特殊設備，成本高，通常此類方法不用於提高耐腐蝕性，偶爾用於提高耐磨性。

三、匠性表面處理所以進行匠性表面處理，主要是因為鈦金屬廣泛應用於建材、手錶、眼鏡等裝飾品，使用鈦金屬主要是利用其優良的耐蝕性，然飾品需要表面鮮艷、光澤、時髦，故需要進行匠性加工。

1、表面精加工①研磨；②退火加酸洗，表面失去光澤，呈灰色；③真空退火+酸洗，表面呈深灰色；④噴丸（50-500微米玻璃珠），表面呈梨皮狀；⑤密條紋加工，150-240#砂帶研磨，使其具有長且連續的研磨條紋；⑥花紋壓印加工，即凹凸加工，加工表面有凹凸的浮雕圖案；⑦化學刻蝕圖案。

2、鏡面精加工

對於鈦材料來說，鏡面精加工較難。①軟帶拋光，表面有硬化層則效率低；②化學拋光，由溫度、時間、拋光液因素影響；③電解拋光，無水有機電解液對鈦有較好的電拋光作用。

3、著色鈦表面本為銀白色，著色處理通常有大氣氧化法、陽極氧化法、化學處理法。

7. 鍍鈦工藝流程是怎樣的工件鍍氮化鈦前用什麼方法清洗，達到什麼要求

摘要 本發明提供如下技術方案：一種氮化鈦塗層不銹鋼刀制備工藝，所述制備工藝具體包括以下步驟：

8. 等離子體發生器的類型

通常指低頻放電，在氣壓和電流范圍不同時，由於氣體中電子數、碰撞頻率、粒子擴散和熱量傳遞速度不同，會出現暗電流區、輝光放電區和弧光放電區（圖 1）。電流的大小是根據電源負載特性曲線（圖 1）中兩條相應於電阻R1、R2的下降直線和放電特性曲線的交點(工作點A、B、C)確定的。
①暗電流區電子在電場加速的情況下，獲得足夠能量，通過與中性分子碰撞，新產生的電子數迅速增加，電流增大到10～10-安時，在陽極附近才出現很薄的發光層。
②輝光放電區電流再增大（10～10安）時，在較低的氣壓條件下，陰極受到快速離子的轟擊而發射電子，這些電子在電場作用下向陽極方向加速運動。陰極附近有一個電位差很大的陰極位降區。電極之間的中間部分是電位梯度不很大的正柱區，其中的介質是非平衡等離子體。正柱區的電子和離子以同一速度向壁面擴散，並在壁面復合，放出能量(這是沒有氣體對流時的情況)。經典理論中電子密度在橫截面上的分布是貝塞耳函數的形式。在陽極附近有一個幾毫米厚的陽極位降區，其中的電位差與氣體電離電位的數值大致相等。
③弧光放電區當電流超過 10安且氣體壓力也較高時，正柱區產生的焦耳熱大於粒子擴散帶到壁面的熱量,使正柱區中心部分溫度升高,氣體電導率增加，以致電流向正柱區中心集中，形成不穩定的收縮現象。最後，導電正柱縮成一根溫度很高、電流密度很大的電弧，這就是弧光放電。在陰極,電流密度達10～10安/厘米，形成陰極斑點，根據熱電子發射（熱陰極）或場致發射（冷陰極）的機理，發出電子。在陽極也有陽極斑點。由於電子帶著本身的動能進入陽極，進入時又放出相當於逸出功的能量，再加上陽極位降區的發熱量，使陽極加熱比陰極大得多。弧光放電的陰極和陽極位降區電位降總共不過一二十伏，中間是正柱區。
弧柱中熱量的散失主要依靠熱傳導、對流和輻射。在定常、軸對稱、洛倫茲力和軸向熱傳導可忽略，以及氣體壓力和軸向電場在橫截面上呈均勻分布的條件下，根據氣體性質參數和管道的幾何形狀對磁流體力學基本方程組進行簡化，可以算出管道中氣流速度和溫度分布以及電弧各參量。
電弧中電流密度高，往往存在著磁流體力學效應。外加磁場或自身磁場較強時,電弧受到洛倫茲力J×B(J是電流密度,B是磁感應強度）的作用。電弧在垂直磁場作用下所作的旋轉運動，可使氣體加熱得更為均勻，並使弧根在電極上高速運動，從而減少電極燒損，還對電弧的穩定有明顯影響。自身磁場對電弧有箍縮作用，產生的磁壓(Pm=B/2μe，式中μe為磁導率)梯度能導致氣體的宏觀流動。在陰極附近，由於電流密度很大，相應的磁壓較高。離開陰極後，電弧截面加大，磁壓沿軸向降低，引起氣體由陰極區向正柱區流動，形成陰極射流，其流速可達到100米/秒左右。在陽極斑點附近也存在著同樣機理的陽極射流。 通常指工頻和高頻放電。工頻放電時，陰、陽極以工頻交替變化，其放電特性與直流放電有類似之處。高頻放電時，電子仍是從電場取得能量的主要粒子。高頻電場使電子往復運動，在此過程中，電子與分子碰撞並把能量傳給分子，使氣體溫度升高，或產生激發、離解與電離現象。碰撞後的電子運動變為無規律的，在電場作用下又按照電場力的方向加速，這樣不斷地把能量從電場傳給氣體。在高頻放電中，每單位體積氣體中輸入功率的平均值圴為：
式中n為電子密度；e為電子電荷；Ee為高頻電場強度的幅值;m為電子質量;vo為碰撞頻率；ω為外加電場的頻率。 在科學技術和工業領域應用較多的發生器有電弧等離子體發生器（又稱等離子體噴槍、電弧加熱器）、工頻電弧等離子體發生器、高頻感應等離子體發生器、低氣壓等離子體發生器、燃燒等離子體發生器五類。最典型的為電弧、高頻感應、低氣壓等離子體發生器三類。它們的放電特性分別屬於弧光放電、高頻感應弧光放電和輝光放電等類型。
電弧等離子體發生器 又稱電弧等離子體炬，或稱等離子體噴槍，有時也稱電弧加熱器。它是一種能夠產生定向低溫（約2000～20000開）等離子體射流的放電裝置，已在等離子體化工、冶金、噴塗、噴焊、機械加工和氣動熱模擬實驗等領域中得到廣泛應用。通過陰、陽極之間的弧光放電，可產生自由燃燒、不受約束的電弧，稱為自由電弧，它的溫度較低（約5000～6000開），弧柱較粗。當電極間的電弧受到外界氣流、發生器器壁、外磁場或水流的壓縮，分別造成氣穩定弧（圖2a）、壁穩定弧(圖2b)、磁穩定弧（圖2c）或水穩定弧(圖2d)，這時弧柱變細，溫度增高（約10000開）,這類電弧稱為壓縮電弧。無論哪種壓縮方式，其物理本質都是設法冷卻弧柱邊界，使被冷卻部分導電性降低，迫使電弧只能通過中心狹窄通道，形成壓縮弧。
電弧等離子體炬主要由一個陰極(陽極用工件代替)或陰、陽兩極，一個放電室以及等離子體工作氣供給系統三部分組成。等離子體炬按電弧等離子體的形式可分成非轉移弧炬和轉移弧炬。非轉移弧炬(圖3a)中,陽極兼作炬的噴嘴;而在轉移弧炬（圖3b）中，陽極是指電弧離開炬轉移到的被加工工件。當然也有兼備轉移弧和非轉移弧的聯合式等離子體炬（圖3c）。
電弧等離子體炬由於陰極損耗，必然使等離子體中混入陰極材料。根據不同的工程需要，可選用損耗程度不同的材料作陰極。如要陰極損耗盡可能小，一般採用難熔材料，但具體選擇材料時應考慮到所使用的工作氣種類。如工作氣為氬、 氮、氫-氮、氫-氬時，常用鈰-鎢或釷－鎢作陰極；工作氣為空氣或純氧時，可用鋯或水冷銅作陰極。
工業上應用的電弧等離子體炬的主要技術指標是功率、效率和連續使用壽命。一般其輸出功率范圍為10～10瓦,效率較高(約為50%～90%)，使用壽命受電極壽命限制。由於電極受活性工作氣（氧、氯、空氣）的侵蝕,炬的連續壽命一般不超過200小時；備有補充電極的電弧等離子體炬，壽命可達數百小時。目前製造新型的、可在高壓強（≤1.01×10帕）和低壓強 (≤1.33帕)下工作的電弧等離子體炬以及三相大功率電弧等離子體炬的條件已基本成熟。等離子體射流溫度范圍約在3700～25000開（取決於工作氣種類和功率等因素）,射流速度范圍為1～10米/秒。
高頻感應等離子體發生器 又稱高頻等離子體炬，或稱射頻等離子體炬。它利用無電極的感應耦合，把高頻電源的能量輸入到連續的氣流中進行高頻放電。高頻等離子體發生器及其應用工藝有以下新特點：
①只有線圈，沒有電極，故無電極損耗問題。發生器能產生極純凈的等離子體，連續使用壽命取決於高頻電源的電真空器件壽命，一般較長，約為2000～3000小時。在等離子體高溫下，由於參加反應的物質不存在被電極材料污染的問題,故可用來煉制高純度難熔材料,如熔制藍寶石、無水石英，拉制單晶、光導纖維、煉制鈮、鉭、海綿鈦等。
②高頻等離子體流速較低（約0～10米/秒），弧柱直徑較大。近年來，已廣泛應用於實驗室，便於作大量等離子體過程試驗。工業上制備金屬氧化物、氮化物、碳化物或冶煉金屬時，反應物在高溫區停留時間長，使氣相反應很充分。
根據電源與等離子體耦合的方式不同，高頻等離子體炬可分為：電感耦合型(圖4a)、電容耦合型(圖4b)、微波耦合型（圖4c）和火焰型(圖4d)。高頻等離子體炬由三部分組成：高頻電源、放電室、等離子體工作氣供給系統。後者除了供軸向工作氣外,還像電弧等離子體炬氣穩弧一樣,切向供入旋轉氣流以冷卻並保護放電室壁(通常用石英或耐熱性較差的材料)。

9. 急問氮化鋁的制備、性質及用途

中文名稱:氮化鋁
拼音:danhualv
英文名稱：alumin(i)um nitride
分子式:AlN
分子量:40.99
密度:3.235g/cm3
說明:AlN屬類金剛石氮化物，最高可穩定到2200℃。室溫強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢。導熱性好，熱膨脹系數小，是良好的耐熱沖擊材料。抗熔融金屬侵蝕的能力強，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料。氮化鋁還是電絕緣體，介電性能良好，用作電器元件也很有希望。砷化鎵表面的氮化鋁塗層，能保護它在退火時免受離子的注入。氮化鋁還是由六方氮化硼轉變為立方氮化硼的催化劑。室溫下與水緩慢反應.可由鋁粉在氨或氮氣氛中800~1000℃合成，產物為白色到灰藍色粉末。或由Al2O3-C-N2體系在1600~1750℃反應合成，產物為灰白色粉末。或氯化鋁與氨經氣相反應製得.塗層可由AlCl3-NH3體系通過氣相沉積法合成。

1.氮化鋁粉末純度高，粒徑小，活性大，是製造高導熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。

2.氮化鋁陶瓷基片，熱導率高，膨脹系數低，強度高，耐高溫，耐化學腐蝕，電阻率高，介電損耗小，是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。

工藝路線：氮化鋁粉末採用碳熱還原氮化法；高導熱氮化鋁陶瓷基片採用氛常壓燒結法。