За последние 10-15 лет в плазмохимии достигнуты значительные успехи. Развиты общие подходы к исследованию равновесных и неравновесных плазмохимических систем, исследованы механизмы ряда плазмохи-мических реакций в равновесных и неравновесных условиях, внедрены в промышленность эффективные плазмохимические процессы. Прикладная плазмохимия превратилась в новую перспективную область химической технологии. Успехи в развитии плазмохимии, как и любой другой науки, в значительной степени определяются уровнем разработанности экспериментальных методов исследования. Трудности диагностики плазмохимических систем обусловлены неразрывной взаимосвязью физических и химических явлений в плазме. Различные методы исследования уже сейчас широко применяются для изучения химически активной плазмы, однако их описания в большинстве случаев содержатся в различных периодических изданиях. Сейчас назрела необходимость в обобщении имеющегося опыта. Настоящая монография является попыткой восполнить этот пробел для контактных методов исследования неравновесной химически активной плазмы.
Мы не давали полного изложения теорий, когда это возможно, а приводили лишь основные результаты с указанием литературного источника, где читатель может подробно ознакомиться с теоретическими основами методов.
Книга состоит из четырех глав. Материалы отдельных глав объединены в одно целое тем, что в них проведен анализ возможностей использования одних и тех же диагностических устройств для исследования различных физико-химических процессов в плазме.
В первой главе дана краткая характеристика особенностей плазмохимических систем, определено место контактных методов диагностики в проблеме диагностики плазмы с химическими реакциями и описаны основные направления применения контактных методов диагностики.
Вторая глава посвящена зондовому методу диагностики электронной компоненты неравновесной плазмы. В ней рассмотрена роль функции распределения электронов по энергиям и проблемы ее изменения. Основное внимание уделено практической стороне применения метода, причинам и путям устранения погрешностей и разновидностям метода в различных экспериментальных условиях.
Чувствительность зондового метода к загрязнению поверхности зонда привела к появлению норой области применения зондов — использованию
их для изучения кинетики роста и механизма образования пленок в низ-
i 1 ^
котемпературной плазме. Эти проблемы обсуждаются в третьей главе. Рассмотрены также физические основы метода, описаны методики обработки зондовыл характеристик в случаях диэлектрических пленок. Приведены схемы измерительных устройств.
Зонд, помещенный в плазму, нагревается потоками энергии, переносимой на него нейтральными тяжелыми частицами (которые могут находиться в различных возбужденных состояниях) и заряженными частицами. Энергия может выделяться при рекомбинации заряженных частиц и радикалов, а также при протекании химических реакций. Поэтому если измеряемой величиной является температура зонда, то он становится термозондом. Возможности, вытекающие из таких измерений, описаны в четвертой главе. Это методы термопары, нагреваемой нити и термоанемометра. Совместно с другими методами диагностики они позволяют определять температуру газа, скорость потока тяжелых частиц, а также исследовать процессы взаимодействия частиц плазмы с поверхностью.
Все эти возможности контактных методов диагностики неразрывно связаны с проблемами плазмохимии. Роль электронного удара в инициировании плазмохимических реакций является определяющей, а для корректного анализа физико-химических процессов в плазме необходимы как сведения о параметрах тяжелой компоненты плазмы, так и о процессах на поверхностях.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .................................... 3
Глава 1. Плазмохимические системы и их диагностика............ 5
1. Плазмохимические системы и плазмохимические реакции. Параметры газофазной системы............................ 5
2. Гетерофазные неравновесные системы.................. 8
3. Физическая кинетика и электродинамика неравновесной плазмы. Области применения методов контактной диагностики в неравновесной плазме................................... 8
Глава 2. Электрический зонд в неравновесной плазме.............Ц
1. Роль электронной компоненты плазмы в плазмохимии. Влияние ФРЭЭ
на кинетику химических реакций.....................12
2. Геометрические критерии теории зондов Ленгмюра..........19
3. Получение второй производной зондового тока по потенциалу зонда 25
4. Определение потенциала пространства при зондовых измерениях ... 40
5. Методы коррекции результатов зондовых измерений.........43
6. Зондовые измерения при наличии переменных полей в плазме .... 47
7. Влияние загрязнения поверхности зонда на результаты измерений параметров электронной компоненты плазмы.............59
8. Некоторые схемы зондовых измерений.................67
9. Определение осредненных параметров электронной компоненты. Двойные и тройные зонды........................73
10. Измерение напряженности электрического поля...........77
Глава 3. Электрический зонд в пленкообразующей плазме..........79
1. Способы получения, физико-химические свойства и области применения тонких полимерных пленок.....................80
2. Экспериментальные методы исследования процесса плазмохимичес-кой полимеризации и свойств пленок..................82
3..Механизм пленкообразования в углеводородной плазме и общие требования к методам его исследования.................84
4. Зондовый метод исследования кинетики пленкообразования. Диэлек-'трические пленки. Наклон ВАХ и сдвиг плавающего потенциала, ... 89
5. Метод горизонтальных сечений. Диэлектрические пленки......94
6. Полупроводниковые и проводящие пленки...............99
7. Изучение распределения скорости роста пленок по объему реактора102
8. Измерения на переменном токе. Диэлектрические пленки......103
9. Схемы измерительных устройств....................106
Глава 4. Метод термозондов ............................109
1. Термопара в неравновесной плазме...................111
2. Методы нагреваемой проволочки и термоанемометра.........123
Литература....................................133
Цена: 150руб.
