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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要等离子体是物质存在（固、液、气体）的第四种状态，是由大量带电粒子组成的非束缚状态的宏观体系。日常生活中也随处可见，闪电、霓虹、日光、等离子体电视等都是人们日常能感受得到的等离子体技术。“等离子体”这门近代物理学始创于二十世纪五十年代，作为迅速发展的新兴学科其低温等离子体、冷等离子体、热等离子体技术已广泛应用于医学、电子、工业、军事及日常生活等众多领域。低温等离子体作为一种高新技术，因其对环保及医学方面的突出贡献，已越来越受到国内外专家学者的关注。等离子电手术刀也应运而生。低温等离子消融技术也因此备受关注，与传统的手术相比，低温等离子消融技术有着微创、精确、方便、
2、安全等特点。现在鼻炎、扁桃体、腺样体、咽喉等疾病得到了广泛的应用。本设计旨在通过制作基于MOSFET半桥逆变的高频高压电源以特100kHz超低频率电能激发介质（Nacl）产生等离子体。在4070蛋白质可逆变性的温度范围内，靠“等离子体”产生的声波打断分子键，将蛋白质等生物大分子直接裂解成O2，CO2，N2等气体，从而以“微创”的代价完成对组织切割、打孔、消融、皱缩和止血等多种功能。关键字：低温等离子；UC3842；UC3825；MOSFET半桥逆变AbstractPlasma is existing material (solid, liquid, gas) of the fourth sta
3、te, is made of a number of charged particles of the bound the macroscopic system of the state. There are everywhere in daily life, lightning, neon, the sun, and plasma TV. This is people daily can feel of plasma technology.“Plasma” the door of the modern physics, as a rapid development of emerging d
4、iscipline in the 1950s, the low temperature plasma, cold plasma, hot plasma technology has been widely used in medicine, electronics, industrial, military and daily life and many other fields. Low temperature plasma as a kind of new and high technology, because of the environmental protection and th
5、e contribution of the medicine, already more and more get the attention of experts and scholars at home and abroad. Plasma electricity a scalpel also arises at the historic moment. Low temperature plasma ablation technology also got more attention. Compared with traditional surgery, low temperature
6、plasma ablation technology has the characteristic of accurate and convenient with minimally invasive, security and so on. Now the wide range of applications in rhinitis, tonsil, adenoid, throat and other diseases.The design aims to make based on MOSFET half-bridge converter of the high frequency, hi
7、gh voltage power supply in certain low frequency power 100 KHz stimulate medium (Nacl) produce plasma. In 40 70 protein reversible degeneration of the temperature range, By plasma generated the sound waves to break molecular bonds, proteins and other biological macromolecules to direct cleavage into
8、 O2, CO2, N2 and other gases Thus with minimally invasive price to complete the organizational cutting, drilling, ablation, shrinkage and bleeding and other features.Keywords: low temperature plasma; ablation technique; MOSFET half-bridge inverter目 录52专心-专注-专业1 绪论1.1 低温等离子介绍1.1.1 简介低温等离子体技术是一门已相对成熟和
9、蓬勃发展的应用学科，它已在传统和高技术领域得到了广泛的应用。其中等离子体表面改性技术以其特有的优点，解决了合成高分子材料无法完全满足作为生物医用材料所需要的生物相容性和高度的生物功能要求这一难题。通过等离子体处理后，能够在高分子材料表面固定生物活性分子，达到作为生物医用材料的目的。 低温等离子是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。1.1.2 解释冰升温至0会变成水，如继续使温度升至100，那么水就会沸腾成为水
10、蒸气。随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态液态气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体（plasma）。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。1.1.3 实验从刚才提到的微弱
11、的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈（MSaha，1893-1956）的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值，其密度为106（单位：个m3）的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。其温度分布范围则从10
12、0K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K（1-10亿度）。温度轴的单位eV（electron volt）是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子（包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团）等三种粒子。设它们的密度分别为ne，ni，nn，由于准电中性，所以电离前气体分子密度为nenn。于是，我们定义电离度=ne/(ne+nn)，以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%，像这样=1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1%（10-2）的称为强电离等离子体，像火焰中的等离子体大部分是中性粒子（
13、Ti，TeTn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体（cold plasma）。当然，即使是在高气压下，低温等离子体还可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式即电晕放电（corona discharge）或电弧滑动喷射式放电来生成。大气压下的辉光放电技术目前也已成为世界各国的研究热点。可产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚，在高气压下等离子体的输运特性的研究也刚刚起步，现已形成新的研究热点。1.1.4 应用现在,低温等离子体物理与应用已经是一个具有全球影响的重要的科学与工程，对高科技经济的发展及传统工业的改造有着巨大的影响。例如，1995年全球微电子工业的销售额达1400亿美元，而三分之一微电
14、子器件设备采用等离子体技术。塑料包装材料百分之九十都要经过低温等离子体的表面处理和改性。科学家预测：二十一世纪低温等离子体科学与技术将会产生突破。据估计，低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域的潜在市场每年将达一千几百亿美元。1.1.5 市场等离子体辅助加工被用来制造特种优良性能的新材料、研制新的化学物质和化学过程，加工、改造和精制材料及其表面，具有极其广泛的工业应用-从薄膜沉积、等离子体聚合、微电路制造到焊接、工具硬化、超微粉的合成、等离子体喷涂、等离子体冶金、等离子体化工、微波源。等离子体辅助加工已开辟的和潜在的应用领域包括：半导体集成电路及其它微电子设备的制造工具、模具及工程金属的硬化药品的生物相溶性包装材料的制备表面防蚀及其它薄层的沉积特殊陶瓷（包括超导材料）新的化学物质及材料的制造金属的提炼聚合物薄膜的印刷和制备有害废物的处理焊接磁记录材料和光学波导材料精细加工照明及显示电子电路及等离子体二极管开关
