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第一章 等离子体化学基础1

第一节 等离子体空间的化学现象1

一、等离子体1

二、等离子体的生成与特性1

三、低温等离子体7

第二节 等离子体放电系统及反应装置10

一、等离子体放电系统10

二、等离子体反应装置11

第三节 等离子体化学的历史和发展13

一、等离子体化学的应用领域16

第四节 等离子体化学的应用领域和前景16

二、等离子体化学的应用前景18

参考文献19

第二章 等离子体状态与等离子体化学反应20

第一节 等离子体的诊断方法及其状态20

一、等离子体的诊断方法20

二、等离子体状态22

三、几种气体的等离子体状态23

第二节 等离子体中生成物的鉴定与定量27

一、发光分光分析法27

二、光吸收分光分析法28

四、质量分析法29

三、激光分光法29

第三节 原子、分子过程与等离子体参数30

一、电子束法测定碰撞截面积31

二、电泳法测定速度常数31

三、等离子体参数的测定32

第四节 等离子体化学反应34

一、等离子体有机化学反应34

二、等离子体无机化学反应38

三、等离子体化学的特性与放射化学39

第五节 气-固相等离子体化学反应40

一、等离子体与固体的反应类型40

三、等离子体与固体反应的实例41

二、等离子体-固体表面的相互作用41

参考文献48

第三章 等离子体聚合51

第一节 概述51

一、等离子体聚合的历史51

二、等离子体聚合的特征51

三、等离子体聚合的操作条件52

四、等离子体聚合控制方法的改进54

第二节 等离子体聚合装置55

一、等离子体聚合装置设计基础55

二、等离子体聚合装置57

第三节 等离子体聚合反应机理66

一、气相空间聚合理论与固体表面聚合理论66

二、离子聚合理论与自由基聚合理论71

三、CAP机理与原子聚合观点74

第四节 等离子体聚合的基本过程75

一、苯乙烯等离子体聚合的基本过程75

二、乙烯、乙炔等离子体聚合的基本过程77

三、甲烷等离子体聚合的基本过程78

参考文献81

四、单体结构与聚合基本过程的关系81

第四章 等离子体聚合动力学84

第一节 等离子体聚合速度84

一、等离子体聚合速度的影响因素84

二、等离子体聚合速度的测定88

第二节 有机化合物的等离子体聚合行为89

一、饱和烃89

二、不饱和烃92

三、氟代烃94

四、乙烯基单体101

五、有机金属化合物103

一、活性基团密度模型105

第三节 等离子体聚合的动力学模型105

二、L-B-S(Lam-Baddour-Stancell)模型107

参考文献114

第五章 等离子体聚合物的结构与性质116

第一节 等离子体聚合物的形态与聚合条件116

一、等离子体聚合物的物质状态与聚合条件116

二、等离子体聚合物的表面形态与聚合条件117

第二节 等离子体聚合物的结构特征及其解析方法119

一、等离子体聚合物的结构特征119

二、等离子体聚合物结构的解析方法120

一、等离子体聚合碳氢化合物的结构与性质分析121

第三节 等离子体聚合物的结构与性质分析121

二、氟代烃等离子体聚合物的表面元素分析125

三、等离子体聚合膜的介电松弛分析129

四、苯乙烯等离子体聚合膜的性质分析131

参考文献133

第六章 等离子体聚合物的应用136

第一节 分离膜的应用136

一、反渗透膜的应用136

二、气体分离膜的应用139

三、液体分离膜的应用142

四、其他分离膜的应用143

第二节 表面保护膜的应用144

一、金属保护膜的应用146

二、表面硬化膜的应用150

三、耐磨损性膜的应用151

第三节 光学材料的应用152

一、光透射性及其应用153

二、光IC元件的应用153

三、核聚变用燃料微球的应用156

第四节 医用材料的应用158

一、生体适应性材料的应用159

二、药剂缓释的应用161

第五节 电子材料的应用162

三、防止增塑剂溶出的应用162

一、绝缘体的应用163

二、半导性与功能元件的应用166

三、等离子体聚合膜的导电性172

四、精细加工抗蚀剂膜的应用173

五、光记录材料的应用175

六、等离子体聚合无机化合物薄膜的应用176

参考文献178

一、等离子体引发聚合的原理182

二、等离子体引发聚合的方法182

第一节 等离子体引发聚合的原理与方法182

第七章 等离子体引发聚合182

第二节 乙烯基单体的等离子体引发聚合183

一、丙烯酸系单体的聚合·共聚·乳化聚合183

二、等离子体引发水溶液聚合与本体共聚物的合成187

三、高吸水性高吸附性树脂189

四、等离子体引发嵌段共聚物的合成190

五、疏水性膜的等离子体引发接枝聚合191

六、等离子体引发聚合的酶固定化方法192

七、等离子体引发接枝聚合对纤维的改性194

第三节 等离子体还原反应与聚合机理196

第四节 环醚的固相开环聚合199

第五节 无机环状化合物的开环聚合201

一、膦嗪化合物的开环聚合201

二、有机硅化合物的开环聚合202

参考文献203

第八章 等离子体表面处理205

第一节 概述205

一、等离子体表面处理的特征205

二、等离子体表面处理装置206

三、等离子体表面处理条件207

第二节 等离子体表面处理活性化层的生成207

一、表面层自由基的生成与光能的作用207

二、表面自由能的变化及润湿性与黏接性210

三、表面引入特定官能团212

四、表面交联层的形成215

五、蚀刻及粗化面的形成218

六、等离子体炬表面处理220

第三节 电晕放电表面处理221

一、概述221

二、电晕放电对高聚物表面的作用222

三、电晕放电表面处理的应用及存在的问题230

第四节 等离子体表面处理的应用231

一、印刷、涂层、黏接加工的应用232

二、表面保护膜的应用233

三、表面接枝改性的应用234

四、医用材料的应用235

五、电子显微镜的应用237

六、在纤维、纺织品加工中的应用239

参考文献250

第九章 氧等离子体化学及应用253

第一节 氧等离子体化学概述253

一、原子态氧的生成机理253

二、等离子体氧化反应255

第二节 氧等离子体的应用256

一、氧等离子体在分析化学中的应用256

二、用氧等离子体保存无机物质的精细结构259

三、氧等离子体在电子工业中的应用260

参考文献264

第十章 等离子体CVD技术265

第一节 等离子体CVD膜265

第二节 P-SiN膜的基本特性266

一、生成参数与膜特性266

二、电学性质267

三、膜的组成268

四、膜中的氢268

一、生成参数与膜特性270

第三节 P-PSG、P-SiO的基本膜特性270

二、电学性能271

三、膜的组成272

第四节 等离子体CVD技术的发展动向273

参考文献274

附录276

1．压力单位换算表276

2．氢、氧及氮分子的离解常数K_P与离解度X276

3．元素及化合物的电离能276

4．原子的亚稳态能级292

5．彭宁(Penning)离子化速度常数k_M与碰撞截面积σM_(300K)292

6．各种等离子体反应中Gibbs自由能的变化△G与温度的相关性293