等離子體狀態是物質存在的基本形式之一，是不同于氣體、液體和固體的物質第四態，是離子、電子、原子、分子和自由基等粒子組成的集合體。電子通過電場加速給以能量,物質被解離成陰,陽離子,此時整個體系中陰,陽離子總電荷相等,對外呈電中性，因此稱為等離子體。近年來，等離子體技術在材料、微電子、化工、機械及環保等眾多學科領域中得到了廣泛地應用。

組成粒子、粒子密度和粒子溫度是等離子體狀態的三要素。根據等離子體中電子溫度和粒子溫度的大小關系可以將等離子體分為兩類即：高溫等離子體和低溫等離子體。低溫等離子體又分為熱平衡等離子體（簡稱熱等離子體）和非平衡等離子體（又稱冷等離子體）。熱等離子體中電子溫度和離子溫度相同，易以局域熱平衡狀態存在，等離子體溫度較高，一般在大氣壓或高氣壓條件下產生的。因其特性，熱等離子體廣泛應用于等離子體噴涂、冶金、合成、磁流體發電、焊接等領域。冷等離子體中電子溫度和離子溫度不相同，其電子溫度較高但離子溫度只有數百K，整體宏觀溫度低。冷等離子體一方面具有足夠電子能量使反應物激發、離解和電離，實現普通化學反應無法進行的反應；另一方面反應體系可以保持低溫。因此低溫等離子體的應用范圍較為廣泛。如利用氣體放電制備高效特種光源、材料表面滲氮處理、制備聚合膜和功能性薄膜、表面處理、離子刻蝕、處理揮發性氣體、殺菌、催化、處理廢水等。

材料表面等離子體處理及其特點

材料表面等離子處理就是讓等離子體與材料表面接觸，在等離子體作用下改變材料表面性能。等離子體表面處理通常采用非聚合性氣體如Ar、N2、H2、O2等，參與等離子體表面處理反應。

電子在等離子體活性粒子中質量小、運動速度快、能量高。電子和表面的相互作用主要的表現有三種：電子轟擊引起的二次電子發射，電子轟擊物體表面促使物體表面的吸附分子解離和電子誘導的化學反應等。

離子和表面反應分為三類：離子在物體表面的復合和離子入射物體表面引發二次電子發射、離子注入物體表面內部將動量傳遞給晶格原子致使晶格原子激發或電離，入射離子被物體表面反射或捕獲同時入射離子的轟擊還可能是物體表面濺射出粒子、離子誘導表面化學發應等。

自由基和原子與表面的相互作用，主要是自由基和原子易被化學吸附在對其母體分子呈惰性的表面上。對于電子碰撞激發的亞穩態分子易被解激發，解激發有可能導致化學反應和脫附。

材料表面等離子處理屬于干式工藝，可以節省能源、無公害。同時等離子體可以處理各種形狀的材料，其處理時間短、效率高。另外，材料表面等離子處理僅限于表面幾到幾百個納米的范圍內，在改善材料表面性能的同時不改變材料本質特性。