Qu’est-ce que c’est qu’un plasma?
 

Le plasma, appelé aussi le quatrième état de la matière, est un gaz (partiellement) ionisé, dans lequel on trouve à côté des molécules de gaz neutres et des fragments de celles-ci, des électrons libres et des cations, un fait qui rend le gaz conducteur. Il s’y ajoute un grand nombre de molécules excitées qui retombent dans leur état initial en émettant un rayonnement électromagnétique. La lueur caractéristique du plasma est due à ce phénomène.

L’énegie nécessaire à la formation d’un plasma peut avoir de différentes sources. On trouve des plasmas dans la nature p.ex. sur le soleil aussi bien que dans des éclairs et des flammes mais aussi dans des phénomènes atmosphériques telles les "aurores boréales". La génération technique des plasmas la plus répandue est celle d’une radiation incidente de champs électriques. D’après la fréquence appliquée, on fait la différence entre le plasma à courant alternatif (50 Hz), à audio- (kHZ), à radio-fréquence (MHz) ou

le plasma à micro-ondes (GHz) . On se sert de la technique du plasma p.ex. dans les tubes néon; depuis quelques temps, on l’exploite surtout dans le domaine du traitement des surfaces.

La différenciation des plasmas entre "le plasma froid" (non thermique) et "le plasma chaud" (thermique) est courante.

Dans les plasmas thermiques, la pression du gaz est relativement élevée ce qui augmente le nombre des collisions entre les particules (neutres, excitées, non excitées, ionisées) et qui favorise ainsi la transmission de l’énergie. Il en résulte un plasma qui se trouve dans un équilibre thermodynamique, autrement dit, toutes ces particules ont pratiquement la même grande quantité d’énergie - ce qui se traduit par l’appelation "chaud".

 

Par contre, des plasmas non thermiques apparaissent sous des pressions réduites ( environ 1-10 ⁴ Pa). Sous ces conditions, le parcours moyen est tellement long qu‘ il ne peut y apparaître de transmissions d’énergie importantes entre les particules que par collision d’électrons, donc aucun équilibre thermique ne peut se produire. Macroscopiquement, le système est à température ambiante; il contient toutefois un certain nombre de particules, voire des électrons, qui sont de haute énergie (température) (jusqu’à 10 ⁵ °C). Ces électrons de haute énergie et le rayonnement de haute énergie provenant des migrations d’électrons sont capables d’indiquer des réactions chimiques aux surfaces respectivement aux zones proches des surfaces. Ceci peut même inclure la modification des structures les plus stables. En même temps, aucune charge thermique ne se produit à cette surface, car la température macroscopique est adaptée à la température ambiante.

 

Dans le domaine de la modification des surfaces, l’IFAM se sert de la technique du plasma à pression atmosphérique aussi bien que de la technique du plasma à basse pression, dont les principes de fonctionnement sont essentiellement les mêmes.
 

Dans le domaine du transfert de technologie, l’IFAM se considère comme prestataire de services en offrant ses ressources afin de travailler sur les problèmes industriels mentionnés ci-dessus jusqu’à la réalisation en série. Notre service comprend la consultation, le développement des procédés, l’échantillonnage et la mise en place industrielle par des installations pilotes.

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