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第1章 绪论1

1.1 等离子体的定义1

1.2 等离子体科学和技术发展的历史2

1.3 等离子体科学和技术的三个方面及发展状况5

1.3.1 等离子体科学和技术的主要方面5

1.3.2 等离子体科学和技术发展的状况6

1.4 等离子体的性质10

1.4.1 等离子体的准电中性10

1.4.2 德拜屏蔽和德拜长度10

1.4.3 等离子体的振荡和振荡频率12

1.4.4 等离子体参量Λ14

1.4.5 等离子体判据15

1.4.6 电子温度和离子温度15

1.4.7 沙哈方程17

1.5 电磁场对带电粒子运动行为的影响18

1.5.1 带电粒子在电场中的运动18

1.5.2 带电粒子在磁场中的运动19

1.5.3 带电粒子在恒定电、磁场中的运动21

1.5.4 工业等离子体的磁约束22

1.6 等离子体辐射26

第2章 等离子体的发生29

2.1 等离子体的主要发生方法29

2.1.1 气体放电法29

2.1.2 射线辐照法33

2.1.3 光电离法33

2.1.4 激光等离子体33

2.1.5 热电离法34

2.1.6 激波等离子体35

2.2 汤生放电理论36

2.2.1 汤生电离系数36

2.2.2 电子雪崩36

2.2.3 气体击穿37

2.2.4 汤生第一电离系数α39

2.3 气体击穿——罗可夫斯基理论41

2.3.1 空间电离对放电的影响41

2.3.2 自持放电的稳定过程42

2.4 巴邢定律43

2.5 击穿电压的影响因素46

2.6 气体放电的相似定律47

2.6.1 相似放电中各种参量之间的关系47

2.6.2 相似放电中基本过程之间的关系48

第3章 辉光放电及其特点50

3.1 辉光放电的基本特征50

3.2 辉光放电的组成区域51

3.2.1 阴极区51

3.2.2 过渡区51

3.2.3 正柱区52

3.2.4 阳极区53

3.2.5 阴极位降实验规律54

3.3 应用性短间隙异常辉光放电过程解析54

3.3.1 放电区结构变化及电位分布特点54

3.3.2 阴极区过程分析56

3.3.3 阳极鞘层61

3.3.4 等离子体鞘63

3.4 高频辉光放电应用解析66

3.4.1 高频等离子体的发生方法66

3.4.2 高频等离子体反应装置的等效电路67

3.4.3 电场频率对气体放电机制的影响67

3.4.4 高频放电的效率70

3.4.5 利用高频放电的原因71

3.4.6 阻抗匹配网络72

3.4.7 高频电极的自偏压73

3.4.8 电位分布和高频鞘74

3.4.9 等离子体电位77

3.5 微波放电等离子体简介78

3.5.1 微波等离子体的发生方法79

3.5.2 电子回旋共振等离子体源80

3.5.3 微波等离子体的特征81

第4章 大气压条件下的等离子体放电82

4.1 介质阻挡放电的特性和作用82

4.1.1 介质阻挡放电的特性82

4.1.2 介质阻挡放电的电压和电流特性85

4.2 介质阻挡放电的主要参量86

4.3 介质阻挡放电的机制86

4.3.1 介质阻挡放电的击穿机理86

4.3.2 介质阻挡放电的电场强度88

4.3.3 微放电的主要特性和一些参量的关系88

4.4 位移电流91

4.5 介质阻挡放电的电子能量控制91

4.6 介质阻挡放电的理论模拟计算92

4.7 介质阻挡放电中自由基和准分子的形成93

4.8 臭氧的产生94

4.9 介质阻挡放电的等效电路95

4.10 介质阻挡放电的功率96

4.10.1 低频96

4.10.2 低频下介质阻挡放电的李萨如图形97

4.11 高频下介质阻挡放电的李萨如图形98

4.12 功率因子F99

第5章 低温等离子体中的基础过程101

5.1 碰撞现象101

5.1.1 速度分布101

5.1.2 弹性碰撞和非弹性碰撞102

5.1.3 碰撞截面103

5.1.4 碰撞频率和平均自由程104

5.1.5 等离子体中的能量流104

5.1.6 能态和激励105

5.2 主要元反应过程与等离子体的状态107

5.2.1 电离107

5.2.2 电离截面109

5.2.3 正离子碰撞气体粒子引起的激发和电离111

5.2.4 激发原子碰撞气体粒子引起的激发和电离111

5.2.5 光电离113

5.2.6 复合过程附着和离脱113

5.2.7 等离子体的状态116

5.3 等离子体与固体的表面相互作用119

5.3.1 表面过程的类型和能量范围119

5.3.2 离子与表面的相互作用121

5.3.3 电子与表面的相互作用128

5.3.4 中性物体与表面的相互作用130

5.4 带电粒子在气体中的运动131

5.4.1 带电粒子在气体中的热运动131

5.4.2 带电粒子的漂移运动135

5.4.3 带电粒子的双极性扩散运动140

第6章 溅射制膜143

6.1 不同的溅射方法144

6.1.1 直流溅射144

6.1.2 射频溅射144

6.1.3 反应性溅射145

6.1.4 磁控溅射145

6.1.5 离子源159

6.1.6 其他溅射方法169

6.2 溅射的特性和机制170

6.2.1 溅射率及其影响因素170

6.2.2 溅射粒子172

6.2.3 溅射机制173

6.3 溅射制膜技术的应用174

6.3.1 溅射制膜法的广泛适用性174

6.3.2 高温材料的低温合成174

6.3.3 单晶薄膜的低温合成175

6.3.4 多层结构的连续形成176

第7章 等离子体化学气相淀积（PCVD）179

7.1 CVD技术的进展179

7.2 PCVD技术的基本特征180

7.3 PCVD装置181

7.3.1 基本类型181

7.3.2 总体结构182

7.3.3 典型实用装置的特征183

7.4 PCVD工艺参数与薄膜形成机制184

7.4.1 PCVD膜的基本评价184

7.4.2 氮化硅膜的特征与工艺参数185

7.4.3 工艺参数对硼薄膜生长的影响187

7.4.4 硅烷等离子体的反应与非晶硅形成机制187

7.5 PCVD技术的应用189

7.5.1 PCVD技术的广泛适用性189

7.5.2 非晶硅及太阳能电池190

7.5.3 PCVD法低压合成金刚石191

7.5.4 超晶格材料的人工合成193

7.5.5 PCVD法合成类金刚石薄膜194

第8章 等离子体聚合和等离子体引发聚合199

8.1 等离子体聚合199

8.2 等离子体聚合发展史199

8.2.1 等离子体聚合法及其特点199

8.2.2 工艺条件的选择和控制201

8.2.3 等离子体聚合反应的机理205

8.2.4 等离子体聚合膜的结构与物理性能208

8.2.5 等离子体聚合膜的特性和应用209

8.2.6 等离子体聚合在印刷、包装、卫生等行业中的应用214

8.3 等离子体引发聚合220

8.3.1 等离子体引发聚合装置及其特点220

8.3.2 烯类单体的等离子体引发聚合221

8.3.3 环醚的固相开环聚合224

第9章 高分子材料的等离子体表面改性227

9.1 高分子材料的表面改性227

9.1.1 界面物性控制技术概述227

9.1.2 等离子体表面处理法的特点227

9.2 等离子体在高分子材料表面的作用228

9.2.1 等离子体对材料表面反应机理228

9.2.2 等离子体与聚合物发生化学反应的原理229

9.3 等离子体表面改性在包装复合材料生产工艺中的应用237

9.4 制备新型高阻隔性材料243

9.4.1 GT（SiOx）膜产生的原因243

9.4.2 制作SiOx薄膜的方法244

9.4.3 目前世界上SiOx膜的生产和研究情况244

9.4.4 新的阻隔包装材料碳氢化合物涂层248

9.4.5 特种材料包装250

第10章 金属材料等离子体表面改性253

10.1 离子氮化和离子渗碳253

10.1.1 离子氮化253

10.1.2 等离子体渗碳254

10.2 等离子体氮化254

10.3 等离子体氧化和等离子体阳极氧化255

10.4 等离子体微弧氧化技术256

10.4.1 概述256

10.4.2 微弧氧化的基本原理和过程257

10.4.3 微弧氧化陶瓷膜的制备方法258

10.4.4 微弧氧化的特点258

10.5 双层辉光离子渗金属技术260

10.5.1 单元素渗263

10.5.2 双元素共渗，Ni-Cr共渗研究264

10.5.3 W-Mo共渗研究265

10.5.4 双层辉光离子渗碳技术的应用研究265

10.5.5 钛及钛合金表面合金化研究266

10.5.6 双层辉光离子渗金属技术的基础理论研究267

10.5.7 双层辉光离子渗金属技术的延伸267

10.6 等离子体碳化、硼化等268

第11章 等离子体诊断270

11.1 概述270

11.1.1 目的及其在科学发展中的地位270

11.1.2 需要诊断的内容（等离子体参数）270

11.1.3 常用的等离子体诊断手段和种类270

11.1.4 实验的可靠性和误差271

11.1.5 干扰与噪声及其消除方法274

11.1.6 分辨率275

11.2 静电探针测量275

11.2.1 朗谬探针的测量原理及应用275

11.3 等离子体光谱诊断281

11.3.1 光谱诊断中的有关物理过程281

11.3.2 光谱诊断设备288

11.3.3 等离子体光谱空间分布测量291

11.3.4 等离子体参数测量293

11.3.5 等离子体谱线展宽295

11.3.6 离子定向运动多普勒效应及应用298

11.3.7 等离子体光谱时空分布测量的几种方法299

11.3.8 光谱定量测量中几个问题301

11.3.9 荧光光谱诊断305