專利名稱：輝光放電低溫等離子體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及能產(chǎn)生等離子體的裝置，具體的說是輝光放電低溫等離子體裝置。
背景技術(shù)：
接近常溫的低溫等離子可用于材料表面的處理和氣體物質(zhì)的合成或分解?，F(xiàn)有的可產(chǎn)生低溫等離子體的裝置包括金屬腔體、上電極、下電極，上、下電極相距一定的距離，在上、下電極上施加一定功率的高壓電，在幾十帕以下的低氣壓或特殊氣體的條件下產(chǎn)生低溫等離子體?，F(xiàn)有的可產(chǎn)生低溫等離子體的裝置由于只能在低氣壓或特殊氣體的條件下產(chǎn)生低溫等離子體，對設(shè)備的真空度要求高，而且等離子區(qū)的氣氛濃度較低，用于材料表面處理、接枝和聚合等工藝中速度較慢。在高氣壓條件下除部分特殊氣體外，像空氣、氧氣、氮氣、水蒸汽等通常只能產(chǎn)生不均勻的流柱放電、絲狀放電或柱狀放電。現(xiàn)有的可產(chǎn)生低溫等離子體的裝置無法在高氣壓條件下產(chǎn)生均勻的和接近常溫的輝光放電。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有的可產(chǎn)生低溫等離子體的裝置存在的缺點，提出一種可在500~5000pa的高氣壓條件下產(chǎn)生均勻的和接近常溫的輝光放電，從而產(chǎn)生均勻的和接近常溫的輝光放電等離子體的輝光放電低溫等離子體裝置。
為了實現(xiàn)能在500~5000pa的高氣壓條件下產(chǎn)生均勻的和接近常溫的輝光放電，從而產(chǎn)生均勻的和接近常溫的輝光放電等離子體的目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是輝光放電低溫等離子體裝置，包括腔體、上電極、下電極，在密封腔體內(nèi)的上、下電極都被絕緣材料層包覆。
如果電極和密封腔體的距離比較近且體積又不大，則可以選用絕緣的材料做腔體。
如果腔體是金屬的，則在金屬腔體內(nèi)壁包敷絕緣材料層。
如果腔體是金屬的，高壓電極上任一點到腔體壁的距離是上、下電極相向面距離的10～50倍，則上、下電極包覆有絕緣材料層或上電極和下電極的相向面包覆有絕緣材料層，腔體內(nèi)壁可以不設(shè)絕緣材料層，或在靠近高壓電極的腔體內(nèi)壁包敷絕緣材料層，或在有放電的部位局部包敷絕緣材料層。
在上、下電極上施加一定功率的中頻或高頻交流高壓電，則在兩平行放置的有絕緣材料層包裹的上、下電極內(nèi)側(cè)即能產(chǎn)生均勻的和接近常溫的低溫等離子體。
腔體內(nèi)可以施加包括空氣在內(nèi)的其它各種氣態(tài)物質(zhì)，即可產(chǎn)生相應(yīng)氣態(tài)物的低溫等離子體。
本實用新型的有益效果是，可以在幾百至幾千帕的高氣壓條件下使任何氣態(tài)物質(zhì)產(chǎn)生均勻的和接近常溫的低溫等離子體，對設(shè)備的真空度要求低，使用普通的機械真空泵即能簡單快速的達到幾百至幾千帕的真空要求。由于等離子體區(qū)的氣氛濃度高，在用于材料表面處理、接枝和聚合等工藝中速度快，在氣態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)中更有利于化學(xué)合成和分解?？梢詰?yīng)用于各種高分子薄膜、紡織品、金屬和纖維等材料的表面改性處理及氣態(tài)物質(zhì)的合成和分解。


圖1為本實用新型第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
實施例一圖1為本實用新型的一個實施例，為了防止電極和真空腔壁發(fā)生放電，本實施例真空腔體1的腔體壁采用絕緣腔體壁2，絕緣腔體壁2的絕緣材料可以是陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、尼龍等材料。真空腔體1右側(cè)為真空腔門6，真空腔門6與上、下腔體壁之間設(shè)有密封圈5。下腔體壁上設(shè)有抽氣和泄氣接口7，上腔體壁上設(shè)有外加氣氛接口8。上電極9與下電極15相對設(shè)在真空腔體1內(nèi)，上電極9通過上電極引線11與中頻或射頻等離子電源21的高壓端相連，下電極15通過下電極引線17與中頻或射頻等離子電源21的低壓端相連。上電極9上包覆有上電極絕緣層10，上電極引線11上包覆有上電極引線絕緣層12，通過上電極引出電極14與中頻或射頻等離子電源21相連，上電極引出電極14包覆在上電極引出絕緣子13內(nèi)。下電極15上包覆有下電極絕緣層16，下電極引線17上包覆有下電極引線絕緣層18，通過下電極引出電極20與中頻或射頻等離子電源21相連，下電極引出電極20包覆在下電極引出絕緣子19內(nèi)。
實際操作時，先關(guān)閉外加氣氛接口8和真空腔門6，用真空泵將真空腔體1內(nèi)的氣體從抽氣和泄氣接口7處抽出，使真空腔體1內(nèi)的氣壓約為500~5000pa(視兩電極之間的距離而定)。再在上電極9、下電極15引出電極14和20上施加一定功率的中頻或射頻電壓，則在上電極9、下電極15之間的間隙空間內(nèi)就能產(chǎn)生輝光放電的低溫等離子體22。
如果需要，可以通過外加氣氛接口8施加各種氣體，即可以產(chǎn)生對應(yīng)氣氛的低溫等離子體22。
上電極9、下電極15的相向面必須用一定厚度的絕緣介質(zhì)，如陶瓷、玻璃、硅橡膠、石英玻璃等材料包覆，并在其它的相關(guān)部位，如電極的背面、電極引出線等，出現(xiàn)不需要的放電時施加良好的絕緣處理，使輝光放電只局限在上下兩電極的相向面內(nèi)產(chǎn)生。
上電極9、下電極15可以是金屬鍍膜、金屬網(wǎng)、金屬薄或金屬板等金屬材料，也可以是石墨等非金屬的導(dǎo)電材料。
實施例二圖2為本實用新型的第二個實施例，本實施例真空腔體1的腔體壁為金屬腔體壁3，為了防止電極和金屬腔體壁3發(fā)生放電，在金屬腔體壁3的內(nèi)表面覆蓋有金屬腔體壁絕緣層4，金屬腔體壁絕緣層4采用了諸如玻璃、聚乙烯、聚丙烯、尼龍等材料。本實施例的其它結(jié)構(gòu)與實施例一相同，具體實施時，其操作方法也與實施例一相同。本實施例適用于真空腔體1的體積比較大的設(shè)備上。
實施例三圖3為本實用新型的第三個實施例，本實施例真空腔體1的腔體壁為金屬腔體壁3。上電極9為高壓電極，上電極9上任一點到腔體壁的距離大于上電極9、下電極15的相向面距離，上電極9上任一點到腔體壁的距離是上電極9、下電極15的相向面距離的10～50倍。金屬腔體壁3的內(nèi)壁可以不設(shè)絕緣材料層，有時為了防止電極和金屬腔體壁3發(fā)生放電，可以在靠近上電極9的金屬腔體壁3內(nèi)壁發(fā)生放電的部位包敷絕緣層。金屬腔體壁絕緣層4可設(shè)在上電極9上方的金屬腔體壁3內(nèi)壁和上電極9左方的金屬腔體壁3內(nèi)壁。金屬腔體壁絕緣層4采用了諸如玻璃、聚乙烯、聚丙烯、尼龍等材料。本實施例的其它結(jié)構(gòu)與實施例一相同，具體實施時，其操作方法也與實施例一相同。本實施例適用于高壓電極上任一點到腔體壁的距離大于上電極9、下電極15相向面距離的設(shè)備。
本實用新型還可以有其它實施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.輝光放電低溫等離子體裝置，包括腔體、上電極、下電極，其特征在于所述上電極和下電極包覆有絕緣材料層。
2.如權(quán)利要求1所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述腔體為絕緣腔體。
3.如權(quán)利要求1所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述腔體為金屬腔體，所述腔體內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層。
4.如權(quán)利要求1所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述腔體為金屬腔體，所述上電極和下電極中的高壓電極上任一點到腔體壁的距離是上、下電極相向面距離的10～50倍。
5.如權(quán)利要求4所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述上電極和下電極的相向面包覆有絕緣材料層。
6.如權(quán)利要求4所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于在靠近高壓電極的腔體內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層。
7.如權(quán)利要求6所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述絕緣材料層設(shè)在高壓電極上方的腔體內(nèi)表面和高壓電極左方的腔體內(nèi)表面。
8.如權(quán)利要求1所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于；所述上電極和下電極的引出線上包覆有絕緣材料層。
9.如權(quán)利要求1所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述上電極和下電極包覆的絕緣材料層為陶瓷層、玻璃層、硅橡膠層或石英玻璃層。
10.如權(quán)利要求3、6或7所述的輝光放電低溫等離子體裝置，其特征在于所述腔體內(nèi)表面設(shè)有絕緣材料層為玻璃層、聚乙烯層、聚丙烯層或尼龍層。
專利摘要本實用新型涉及能產(chǎn)生等離子體的裝置，是輝光放電低溫等離子體裝置，包括腔體、上電極、下電極，上電極和下電極包覆有絕緣材料層。本實用新型可以在幾百至幾千帕的高氣壓條件下使任何氣態(tài)物質(zhì)產(chǎn)生均勻的和接近常溫的低溫等離子體，對設(shè)備的真空度要求低。產(chǎn)生等離子體區(qū)的氣氛濃度高，在用于材料表面處理、接枝和聚合等工藝中速度快，在氣態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)中更有利于化學(xué)合成和分解。
文檔編號H05H1/24GK2930194SQ200620074948
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者萬京林, 萬榮林 申請人:萬京林, 萬榮林