Процессы образования ХАЧ




Изменение концентрации ХАЧ в плазме.

Протекание процессов образования новых частиц (в том числе ХАЧ) и их исчезновение требует сформулировать условия, при которых концентрация их в плазме будет постоянна – уравнение непрерывности.

Рис. 9. Изменение концентрации и скорости образование ХАЧ.

В следствии протекания элементарных процессов в плазме в направлении оси Х существует положительный градиент концентрации ХАЧ . Вследствие перепада давления ,образуется газовый поток со скоростью .

- изменение кон-центрации ХАЧ в слое за время . При этом создается ХАЧ, а убыль составит .

- поток ХАЧ, втекающий в слой , а - вытекающий. Тогда - уравнение непрерывности для ХАЧ в плазме. (31)

Поток ХАЧ - газовый и - диффузионный.

Тогда поток ХАЧ (32)

где – коэффициент диффузии ХАЧ.

Подставив (32) в (31) получим

- уравнение непрерывности для ХАЧ. (33)

Диссоциация молекул рабочего газа электронным ударом определяет скорость генерации энергетических и химически активных частиц : где ‑ концентрация электронов, ‑ концентрация молекул, образующих ХАЧ, ‑ энергия электронов, ‑ масса электрона, ‑ пороговая энергия процесса диссоциации, ‑ сечение взаимодействия электронов и молекул, ‑ функция распределения электронов по энергиям. Для максвелловского распределения электронов по энергиям получаем

(34)

Скорость исчезновения ХАЧ вследствие процессов рекомбинации имеет вид:

, (35)

где ‑ соответственно диаметр, температура, молекулярная масса и концентрация ХАЧ, NГ = 8,3 Дж/(моль×К) ‑ концентрация молекул в моле объема газа, ‑ концентрация атомов вещества газа.

Если - начальная, а - конечная концентрации ХАЧ, то , тогда (36)

Процессы диссоциации и рекомбинации в плазме находятся в равновесии, приравняв (34) и (36), получим уравнение непрерывности для ХАЧ:

, (37)

где .

Решая уравнение (37), находим концентрацию ХАЧ: .

Механизмы формирования химически активной плазмы и образование ХАЧ.

Процессы образования ХАЧ

- процессы, возникающие и протекающие под действием электронного удара при неупругих столкновениях электронов с атомами, молекулами и ионами;

- процессы, протекающие при неупругих столкновениях между тяжелыми частицами плазмы – атомами, молекулами, ионами;

- химические реакции;

- процессы под действием различных внешних полей, излучений и собственного излучения плазмы.

Требования к рабочим веществам:

- обеспечивать при разложении в плазме максимальный выход энергетических и химически активных частиц, способных при взаимодействии с обрабатываемым материалом образовывать стабильные летучие, либо легко распыляемые соединения;

- иметь требуемые скорости и энергию;

- обеспечивать селективность и анизотропию процессов;

- быть экологически безопасными, обеспечивать безопасные условия труда, взрывобезопасными и не взаимодействовать с внутренними деталями и стенками реакционных камер и магистралей

Таблица 5. Основные типы рабочих веществ

Тип молекулы Структура молекулы Энергия связи, Дж
Водород, H2 H–H 7,2·10–19
Кислород, O2 O=O 8,3·10–19
Азот, N2 N≡N 1,6·10–18
Фтор, F2 F–F 2,6·10–19
Хлор, Cl2 Cl-Cl 2,5·10–19
Хладоны: CkHlFmCln    
CF4 C F 8·10–19
CCl4 C Cl 5·10–19
CCl2F2 C=Cl=F 5,6·10–19


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-01-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: