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存在于自然界的各種物質，根據所處溫度的不同可以分為三種狀態，分別是固態液態和氣態這些狀態指的是由微觀粒子組成的大物體的實際聚集狀態，根據所處環境的不同會體現出不同的存在狀態。

在物質的各種狀態中，結合成固態的粒子之間的結合最緊密，液態次之，氣態則最分散要使物質從緊密的聚合態轉化到分散的聚合態，就需要提供額外的能量例如物質從固態轉化到液態時，就需要提供足夠大的能量，使組成固態物質的粒子的平均動能超過粒子在固態物質中的結合能，只有施加的能量大到可以破壞固態物質的晶體結構時，固態到液態的轉變才會實現同理，從液態到氣態的變化也是如此當物質變為氣態后，如果繼續施加能量，組成氣態物質的粒子就會發生電離，變成分別帶正負電荷的離子和電子。

對氣體來說，只要環境溫度不為零，就一定會有微量粒子是自然電離的，但是電離粒子的數量不會使氣體的性質發生改變如果外界環境發生改變或者施加人為的影響，使氣體中帶電粒子的濃度超過一定值(一般情況下是千分之一)，此時氣體雖然依舊表現的比較穩定，但是整個系統的運動，卻已經被帶電粒子所支配，當從外界施加電磁場時，就會表現出一系列新的性質當氣體完全電離或部分電離后，其中自由電子和離子所帶的電荷總數上是相互抵消的，我們把這種狀態下的氣體，稱為等離子體，也可以稱為物質的第四態。

依照熱力學平衡，可將等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體。

（1）高溫等離子體的電離率很高，電子溫度、離子溫度和氣體溫度基本一致，如核聚變等離子體。

（2）低溫等離子體只有部分氣體被電離，因為等離子體中各種粒子溫度很難完全一致，因此又可細分為兩種：

熱平衡等離子體中電子溫度、離子溫度和氣體溫度達到局部熱平衡，且電子密度和氣體溫度都很高。

非熱平衡等離子體（也被稱為冷等離子體）中電子溫度很高，而離子和氣體溫度則接近常溫。

低溫等離子體實現條件簡單，在常溫常壓下便可產生，而且消耗能量較少、對環境的要求不高，大氣環境中便可實現，適合于實現工業化生產。

低溫離子體中的高能電子能夠在低溫條件下碰撞產生自由基、激發態的分子、原子、離子等化學活性種。使用低溫等離子體處理材料，可以激發材料表面分子發生電離，同時被處理的材料又始終處于較低的溫度，這使得材料整體的性質不發生改變、組成成分不發生破壞。因此低溫等離子體技術被普遍用于污染物處理、納米材料合成、表面改性等領域。