低溫等離子體是指在相對(duì)較低溫度(通常為室溫至幾百攝氏度)下產(chǎn)生的等離子體,因其在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及航天技術(shù)等領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。
鋇鎢電極通常由鎢(W)基體與鋇(Ba)化合物組成,鎢的高熔點(diǎn)與穩(wěn)定性,疊加鋇的低逸出功特性,賦予鋇鎢電極優(yōu)異的電子發(fā)射性能和高耐久性,成為低溫等離子體應(yīng)用中的關(guān)鍵組件。
鋇鎢電極在低溫等離子體中的具體應(yīng)用
1. 電子發(fā)射源
鋇鎢電極在低溫等離子體中常被用作電子發(fā)射源。由于其低逸出功,它能在較低電壓下高效發(fā)射電子,從而產(chǎn)生并維持穩(wěn)定的等離子體。一般應(yīng)用在(1)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD):用于制備薄膜材料,如半導(dǎo)體器件中的絕緣層或保護(hù)層;(2)等離子體刻蝕:通過(guò)等離子體中的活性粒子對(duì)材料表面進(jìn)行精確刻蝕,廣泛應(yīng)用于微電子加工。
2. 等離子體診斷
鋇鎢電極還可用于等離子體參數(shù)的測(cè)量與診斷。通過(guò)分析電極的電流-電壓特性,可以推算出等離子體的密度和溫度等關(guān)鍵參數(shù)。其高穩(wěn)定性和耐久性使其特別適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)或工業(yè)系統(tǒng)。
3. 氣體放電燈
在氣體放電燈(如熒光燈或高壓氣體放電燈)中,鋇鎢電極常用作陰極。其低逸出功和高穩(wěn)定性能夠提供穩(wěn)定的電子流,改善燈的啟動(dòng)性能并延長(zhǎng)使用壽命。
4. 等離子體推進(jìn)器
在航天領(lǐng)域,低溫等離子體技術(shù)被應(yīng)用于推進(jìn)器系統(tǒng)中。鋇鎢電極作為電子源,幫助產(chǎn)生和維持等離子體,推動(dòng)離子或等離子體噴射,從而實(shí)現(xiàn)高效推進(jìn)。這種應(yīng)用在微型衛(wèi)星和深空探測(cè)中具有潛在價(jià)值。