簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于大氣壓冷等離子體發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在低氣壓條件下可以產(chǎn)生大面積的非平衡冷等離子體，然而，由于低氣壓放電產(chǎn)生等離子體需要在真空腔中完成，一方面工件的加工過程不能連續(xù)進(jìn)行，被加工工件的尺寸受真空腔體積的限制；另一方面真空腔自身的建造和維護(hù)費(fèi)用昂貴，從而極大地限制了其應(yīng)用范圍。當(dāng)前在大氣壓條件下能夠產(chǎn)生的等離子體有兩種，一種是熱等離子體，其特征是氣體溫度往往很高，大約10000K量級，主要用于等離子體噴涂、切割、焊接、廢物處理、材料表面加工等領(lǐng)域。由于熱等離子體溫度很高，因此，對于畏熱材料，不能采用其進(jìn)行處理；另一種是冷等離子體，其特征是氣體溫度很低(接近室溫)，但電子溫度很高，因此具有很高的化學(xué)活性，屬于非平衡等離子體，但目前在大氣壓條件下產(chǎn)生等離子體的方法主要是電暈放電、介質(zhì)阻擋放電等。采用上述方法產(chǎn)生的冷等離子往往體積比較小，而且空間分布很不均勻。最近提出的大氣壓射頻輝光放電冷等離子體技術(shù)，可以在大氣壓條件下產(chǎn)生比較大面積的均勻放電的冷等離子體。大氣壓射頻輝光放電冷等離子體技術(shù)由于擺脫了昂貴、復(fù)雜的真空系統(tǒng)的限制，在微電子工業(yè)、核工業(yè)(核廢料處理)、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、工業(yè)微生物誘變育種領(lǐng)域等都有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]但是現(xiàn)有的大氣壓冷等離子體發(fā)生器，無論是平板型冷等離子體發(fā)生器還是同軸型冷等離子體發(fā)生器，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對工件的處理面積往往較小，特別是對于一些具有凹陷結(jié)構(gòu)的工件，由于等離子體本身的射流長度有限，往往會出現(xiàn)處理死角。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了加大冷等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的冷等離子體體積，并且有效的減少具有凹陷結(jié)構(gòu)工件的處理死角，提高冷等離子體處理儀器的工作效率，本實(shí)用新型提供一種簡易大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器，具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)、能處理大面積樣品、有效減少處理死角等特點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型所述發(fā)生器的特征之一在于，所述發(fā)生器是基于平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器，含有:
[0006]電極:由射頻電極、地電極兩塊平板構(gòu)成，該電極間有支撐、密封用的隔板。
[0007]技術(shù)方案:簡易大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器，所述發(fā)生器包括射頻電極、隔板、地電極，射頻電極與13.56MHz射頻源連接，射頻電極兩端通過傳輸通道與工作氣體源的出氣口連接，其具有的橫縱交叉氣體通道結(jié)構(gòu)可有效的將工作氣體均勻分配到放電室；地電極與射頻電源地線連接，地電極具有凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)表面具有規(guī)律排列的凹槽作為等離子體出口 ；將射頻電極、隔板、地電極進(jìn)行配合，形成放電室，電極之間間距為0.5-3mm可調(diào)，通過施加電壓，電極之間發(fā)生放電產(chǎn)生等離子體，在流動氣體作用下，放電區(qū)域等離子體從放電室被噴射出等離子體射流出口外形成射流。
[0008]有益效果:通過使用具有橫縱交叉氣體通道結(jié)構(gòu)的射頻電極并引入具有凹槽結(jié)構(gòu)的地電極與射頻電極配合，可有效的加大冷等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的冷等離子體體積，突起結(jié)構(gòu)可伸入到工件凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行處理，減少了工件的處理死角，提高冷等離子體處理儀器的工作效率。由于發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，因此可以根據(jù)處理工件大小和樣式的不同將發(fā)生器做成不同規(guī)格，保證全部工件和死角能夠有效的被發(fā)生器產(chǎn)生的等離子體處理到；該發(fā)生器具有自然冷卻、液體冷卻或氣體冷卻等多種冷卻方式，保證射流溫度接近于室溫，從而保護(hù)一些熱敏性工件不會因?yàn)榈入x子體溫度過大而損壞；具有若干橫縱交叉氣體通道的射頻電極，可以有效的將工作氣體均勻分配到各個放電室，保證放電的均一性。使用該裝置，可在常壓環(huán)境下獲得均勻、穩(wěn)定的冷等離子體射流，具有溫度低、放電體積大、結(jié)構(gòu)簡單、有效減少處理死角等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]附圖1是本實(shí)用新型簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖2是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖之一，采用液體冷卻方式。
[0011]附圖3是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖之一，采用氣體冷卻方式。
[0012]附4是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖之一，等離子體樣品處理區(qū)為圓形或橢圓形，發(fā)生器下部為凸起結(jié)構(gòu)。
[0013]附5是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖之一，等離子體樣品處理區(qū)為正方形或長方形，發(fā)生器下部為凸起結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖。其中，101為射頻電源，102為射頻電極，103為隔板，104為地電極，105為放電室，106為等離子體射流。工作氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入射頻電極，由射頻電極通過其若干橫縱交叉氣體通道結(jié)構(gòu)將工作氣體均勻分配到放電室，通過射頻電源施加電壓，電極之間發(fā)生放電產(chǎn)生等離子體，在流動氣體作用下，放電區(qū)域等離子體從放電室被噴射出等離子體射流出口外形成射流。
[0015]圖2是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器(采用液體冷卻方式)，其中，201為射頻電極，202為隔板，203為地電極。
[0016]圖3是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器(采用氣體冷卻方式)，其中，301為射頻電極，302為隔板，303為地電極。
[0017]圖4是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖，其中標(biāo)號401、402分別表示俯視和剖面示意圖。發(fā)生器下部是截面為圓形或橢圓形凸起結(jié)構(gòu)，高度lmm-lOOmm，凸起結(jié)構(gòu)所覆蓋區(qū)域即為工件處理區(qū)域。凹槽形狀不局限于本申請中所示樣式。
[0018]圖5是平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器示意圖，其中標(biāo)號501、502分別表示俯視和剖面示意圖。發(fā)生器下部是截面為圓形或橢圓形凸起結(jié)構(gòu)，高度lmm-lOOmm，凸起結(jié)構(gòu)所覆蓋區(qū)域即為工件處理區(qū)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述發(fā)生器是基于平板型結(jié)構(gòu)的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器，含有: 電極:由射頻電極、地電極兩塊平板構(gòu)成，該電極間有支撐、密封用的隔板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，還有一個氣體流量控制器，所述氣體流量控制器通過可編程控制器控制，從而實(shí)現(xiàn)工作氣體流量的精確控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述冷等離子體發(fā)生器使用裸露金屬電極，隔板使用絕緣材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述冷等離子體發(fā)生器射頻電極與13.56MHz射頻電源通過射頻線連接，射頻電極兩端通過傳輸通道與工作氣體源的出氣口連接，其具有的橫縱交叉氣體通道結(jié)構(gòu)可有效的將工作氣體均勻分配到放電室。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述冷等離子體發(fā)生器地電極與射頻電源地線連接，地電極具有凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)表面具有規(guī)律排列的凹槽作為等離子體出口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述冷等離子體發(fā)生器由射頻電極、隔板和地電極組成放電室，電極之間間距為0.5-3mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述冷等離子體發(fā)生器工作氣體包括氦氣或者氬氣在內(nèi)的能在大氣壓下穩(wěn)定放電的工作氣體源。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述冷等離子體發(fā)生器冷卻方式包括自然冷卻、液體冷卻或氣體冷卻方式。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述地電極凸起結(jié)構(gòu)截面為圓形、橢圓形、正方形或長方形。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種簡易大氣壓冷等離子體發(fā)生器。特征在于：所述發(fā)生器包括射頻電極、隔板和地電極，從而構(gòu)成平板型的大氣壓放電冷等離子體發(fā)生器。所述射頻電極具有橫縱交叉氣體通道結(jié)構(gòu)，可有效的將工作氣體均勻的分配到放電室，隔板將射頻電極和地電極隔開，保證電極間的放電間距，地電極與射頻電源地線連接，下部具有凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)表面具有規(guī)律排列的凹槽作為等離子體出口，該等離子體發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡單，可以在比較低的擊穿電壓下產(chǎn)生大面積的、均勻的輝光放電等離子體，并且發(fā)生器下部凸起結(jié)構(gòu)可伸入到工件凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行處理，大大擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，其在等離子體薄膜沉積、刻蝕、消毒滅菌、工業(yè)微生物誘變育種，特別是大面積處理樣品的領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H05H1/24
【公開號】CN205071427
【申請?zhí)枴緾N201520729844
【發(fā)明人】畢鮮榮
【申請人】無錫思清源生物科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月18日