摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)各種事物的研究越來(lái)越重視。當(dāng)原子中的電子脫離原子核的吸引，而形成帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子——共存狀態(tài)的時(shí)候，即成為第四態(tài)，就是等離子體?，F(xiàn)階段，越來(lái)越多的研究人員對(duì)等離子體的具體運(yùn)用和特性等，都有了更加深刻的研究和認(rèn)識(shí)。等離子體在現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要被運(yùn)用在航天、軍事等領(lǐng)域當(dāng)中。本文結(jié)合筆者自身的了解，通過(guò)對(duì)等離子體的基本認(rèn)識(shí)，研究了等離子體自身的化學(xué)特征，以及等離子體的產(chǎn)生方法，以期能夠加深人們對(duì)于等離子體的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：物質(zhì)；第四態(tài)；等離子體

引言：

一般來(lái)說(shuō)，我們?cè)谌粘Ｉ町?dāng)中所接觸到的物質(zhì)，都是以三種狀態(tài)存在，這三種狀態(tài)分別為固態(tài)，氣態(tài)，以及液態(tài)。然而，大部分的物質(zhì)在自然界當(dāng)中都是以等離子體的狀態(tài)存在的，也就是所謂的物質(zhì)第四種狀態(tài)。這種第四態(tài)的等離子體是我們?cè)谏町?dāng)中幾乎難以觸碰到的物體形態(tài)，像北極的極光，以及暴雨前的閃電等這些現(xiàn)象，也就是地球上存在的等離子體通過(guò)輻射所展現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象。本文對(duì)等離子體的認(rèn)識(shí)和化學(xué)特征進(jìn)行了分析，從而研究了等離子體的產(chǎn)生方式。

一、等離子體的基本認(rèn)識(shí)

所謂等離子體，是除卻我們所常見(jiàn)的固態(tài)，液態(tài)，以及氣態(tài)之外的另外一種物質(zhì)在自然界中的存在狀態(tài)。等離子體自身是一種帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子共同存在的狀態(tài)，在宏觀上呈現(xiàn)的是電中性，但是自身卻又能起到導(dǎo)電的作用。由于等離子體中的每個(gè)粒子之間存在共同的作用，所以會(huì)使得所有粒子之間都產(chǎn)生了一定的電磁力，導(dǎo)致等離子體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)受到各種磁場(chǎng)的干擾和控制。在我們賴以生存的地球上，等離子體并不常見(jiàn)，但不代表沒(méi)有。除卻地球之外，在宇宙當(dāng)中，物質(zhì)的主要存在狀態(tài)，便是等離子體狀態(tài)。

二、等離子體自身的化學(xué)特征

由于在等離子體當(dāng)中含有電子，離子，以及自由基和激發(fā)態(tài)原子等這些化學(xué)物質(zhì)，所以等離子體自身所具有的化學(xué)特征比較明顯。

等離子體可以用來(lái)進(jìn)行高溫材料的低溫合成，以及對(duì)半導(dǎo)體工藝進(jìn)行低溫化等這幾種作用。而且等離子體自身還能夠與熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)之間的相互制約形成抗衡。在合成金剛石的時(shí)候，所采用靜高壓法的反應(yīng)速度不夠快，其必須要在足夠高的溫度和壓力下才能夠完成?？蒲腥藛T通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，如果把一定比例的甲烷和氫氣通過(guò)微波放電的方式來(lái)形成非平衡的等離子，就能夠降低生產(chǎn)所需要的溫度和壓力，提高生長(zhǎng)的速度來(lái)合成金剛石。這種方式合成的金剛石，與自然形成的金剛石硬度相當(dāng)，而且性能比較高，在適用范圍方面基本可以取代金剛石[1]。

等離子體自身進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候，有著比較好的能量水平，在這種高溫下可以進(jìn)行金屬的提純，對(duì)于一些難熔的金屬可以進(jìn)行加工。除此之外，等離子體還能夠利用活性物種來(lái)進(jìn)行高溫的化學(xué)反應(yīng)。

三、等離子體的產(chǎn)生方法研究

我們?cè)谏钪袑?duì)物質(zhì)形態(tài)進(jìn)行變化的方法比較多，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較容易。比如，對(duì)水加熱之后，可以促進(jìn)溫度的上升，從而使液體的水轉(zhuǎn)化為氣體。在學(xué)習(xí)化學(xué)課程的過(guò)程中，我們知道分子是最小的單元，對(duì)分子進(jìn)行加熱，能夠使分子分解成原子。由原子組成的氣體，我們?cè)诨瘜W(xué)中通常稱之為原子氣體。對(duì)原子氣體進(jìn)行加溫處理，會(huì)使原子的運(yùn)動(dòng)速度加快，原子之間在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候經(jīng)過(guò)碰撞，就能夠產(chǎn)生陽(yáng)離子與自由電子。由此就能夠產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)，除此之外，等離子體的產(chǎn)生方法，主要有以下幾種。

（一）激光輻射電離法和光電離法產(chǎn)生的等離子體

這種方法，需要單光子和多光子，還有級(jí)聯(lián)電機(jī)機(jī)制的共同作用。激光輻射電離法所產(chǎn)生的等離子體所具備的特點(diǎn)包括高溫和高密度。光電離法主要是借助入射光量子，進(jìn)而把形成物質(zhì)的分子進(jìn)行電離，當(dāng)光量子自身的電離能大于物質(zhì)的第一電離能的時(shí)候，就能夠促使等離子體狀態(tài)的產(chǎn)生。

（二）射線輻照法產(chǎn)生的等離子體

顧名思義，就是用各種不同的射線，對(duì)氣體進(jìn)行輻照照射，從而就能夠促使等離子體的產(chǎn)生。其所采用的射線主要有我們認(rèn)識(shí)的X射線，α、β、γ射線，其還可以使用離子束和電子束來(lái)對(duì)氣體進(jìn)行輻照。

（三）燃燒法產(chǎn)生的等離子體

所謂燃燒法就是要借助燃燒導(dǎo)致分子進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)氣體中的各種原子和分子之間進(jìn)行猛烈碰撞，使它們產(chǎn)生電離，在此情況下就能夠產(chǎn)生等離子體，基于這種方式產(chǎn)生的等離子體，通常被人們稱為火焰等離子體[2]。

（四）沖擊波法產(chǎn)生的等離子體

采用沖擊波法產(chǎn)生等離子體，主要就是運(yùn)用沖擊波在氣體中穿過(guò)，氣體就會(huì)因?yàn)槭艿綗釅嚎s產(chǎn)生的高溫，從而來(lái)形成等離子體，這種等離子體是激波等離子體。

（五）微波誘導(dǎo)法產(chǎn)生的等離子體

在微波誘導(dǎo)法下，通過(guò)微波產(chǎn)生的輻射，能夠促進(jìn)氣體中分子之間的劇烈運(yùn)動(dòng)，使分子的能量逐漸提高，從而產(chǎn)生等離子體。這種等離子體的形成也涉及到能量的轉(zhuǎn)換，即微波的電磁能在分子層級(jí)上的轉(zhuǎn)移。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，等離子體作為物質(zhì)存在的第四態(tài)，通常存在于除卻地球之外的宇宙當(dāng)中。想要獲得等離子體，必須要在一定的環(huán)境中采取專業(yè)的方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洪波.物質(zhì)的第四態(tài)——等離子態(tài)[J].廣東石油化工高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2017，01：50.

[2]聶建新.認(rèn)識(shí)物質(zhì)的第四態(tài)——等離子體[J].化學(xué)教學(xué)，2016，05：29-31.

作者簡(jiǎn)介：馬境辰 性別：女 民族：朝鮮族 出生年月：2001年7月。