日常生活中,我们接触到的物质形态,主要是固态、液态和气态三种,今天给大家介绍物质的第四态——等离子态。
等离子态的形成。宏观物质在一定的压力下随温度升高由固态变成液态,再变为气态(有的直接变为气态)。当温度足够高时,分子中的原子由于获得了足够大的动能,原子的外层电子会摆脱原子核的束缚成为自由电子,失去电子的原子变成带电的离子,这个过程称为电离。发生电离(无论是部分电离还是完全电离)的气体称之为等离子体(或等离子态)。
等离子体在宇宙中是很常见的,很多恒星都是等离子体,太阳就是一大等离子体,因内部连续热核反应,使其原子已全部处于离化状态。等离子体在地球上也不罕见,分自然形成和人造两类,自然形成的如电离层、极光、闪电等都是;人造的如原子弹爆炸、炸药爆炸、辉光放电及电弧等离子体等。可见无论物理的或化学的方法,只要能量足够集中,就可产生等离子态。
等离子态的应用。等离子态(体)在工业上的应用具有十分广阔的前景。高温等离子体的重要应用是受控核聚变。低温等离子体用于切割、焊接和喷涂以及制造各种新型的电光源与显示器等。在切割金属方面,电弧等离子体能在瞬间造成极高的温度梯度,形成切口,且切口光滑,切缝很窄。在医学手术方面,等离子体可产生精致而形状不变的等离子矩,用它代替现用的手术刀用于人体手术,有很多优点。例如,因焰流温度高,能做到绝对无菌;当组织被切开时,边缘瞬间便因高温封闭,能做到无血手术;因其温度梯度大,切口附近的组织不受影响等。 (国投金城冶金有限责任公司 薛建森)