一种延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置制造方法及图纸

公开一种延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置，包括：充有惰性气体的第一气瓶(101)、充有氟气/惰性气体混合气体的第二气瓶(102)、反应釜(103)、第二阀门(105)、第四阀门(106)、第三阀门(107)、第一阀门(109)、气压计(108)、测温元件(110)、加热装置(113)、真空泵(111)和尾气处理装置(112)。利用该装置可以较大幅度地提高等离子激励器的放电使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置
本技术涉及一种延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置，属于等离子体
，关联于材料表面改性、电气绝缘材料等工程与

技术介绍
等离子体流动控制是一种基于等离子体激励的新概念主动流动控制技术，其特点是通过改善飞机机翼表面流场来减小飞行阻力，提高飞机的操纵性、稳定性，相比传统的被动流动控制方法优势是结构简单、无运动部件、运行频带宽等。目前，等离子体流动控制中最常用的方法是表面介质阻挡放电，其执行元件又被称为“等离子体激励器”，典型的结构包括表面高压裸露电极、中间绝缘阻挡介质和掩埋接地电极；典型的作用方式是基于等离子体电流体动力诱导的空气射流；典型的作用机理是当升高电极两端的电压超过一定的阈值时，电极附近的空气被击穿电离形成等离子体，等离子体中的带电粒子在电场的作用下运动，通过离子与中性气体分子的碰撞，诱导近壁面气体的宏观加速，形成近壁面气体射流，用于飞机在飞行过程中的流动控制。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，是20世纪60年代发展太空的大背景下开发的新型耐热型树脂，也是被公认的最成功的一种树脂。由于其耐高低温、高绝缘性、耐腐蚀、耐辐射等优点，是航空航天领域中必不可少的材料，近年来也被用作等离子体激励器的绝缘阻挡介质。然而，在激励器长期放电使用的过程中，放电区域聚酰亚胺介质的老化问题不容忽视，老化不仅会导致激励器放电过程中损耗功率的增大，降低其工作效率，而且会危及激励器的健康运行状态，长时间老化后介质击穿的现象也会时有发生。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述聚酰亚胺阻挡介质存在的缺陷，通过等离子体激励器表层改性来延长其使用寿命，以制备长寿命的表面介质阻挡放电等离子体激励器。本技术采用的技术方案是：在密闭容器中放置待处理的等离子体激励器，通过惰性气体持续、反复充入和抽出反应釜，赶走内部的空气及水分。然后抽真空，向密闭反应釜内充入氟气/惰性气体混合气体，在保持一定的温度、压力环境下，持续反应一段时间，生成具有氟化层的阻挡介质结构等离子体激励器。本技术的延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置包括：充有惰性气体的第一气瓶101、充有氟气/惰性气体混合气体的第二气瓶102、反应釜103、第二阀门105、第四阀门106、第三阀门107、第一阀门109、气压计108、测温元件110、加热装置113、真空泵111和尾气处理装置112；其中反应釜103由中空圆柱形腔体和中空半球形密封盖两部分组成，两者通过密闭连接装置连接；反应釜103的圆柱形腔体挨近底部的侧面开有通孔，用于布置加热装置113；反应釜103的密封盖上开有可内外联通的四个接口，分别为：气体输送接口，用于连接第一气瓶101和第二气瓶102；气体抽出接口，用于连接真空泵111；气压测量接口，用于连接气压计108，气压计108用于监控反应釜103内气压状态的变化；温度测量接口，用于连接测温元件110，测温元件110一方面用于监控反应釜内温度的变化，另一方面将该温度变化及时反映输出给加热装置113，以便与加热装置113协调运作，共同控制反应釜103内温度；设置尾气处理装置112，用于处理氟化反应后从真空泵111中抽出的反应残留气体；激励器104放置在反应釜103圆柱形腔体底部之上，用做氟化设备的反应对象。在本技术的一个具体实施方式中，反应釜103的密闭连接装置由螺栓、螺母和密封垫圈组成。在本技术的一个实施方式中，气体输送接口与气体抽出接口布置在密封盖上左右两侧大致对称的位置，气压测量接口布置在密封盖大致中心的位置，温度测量接口布置在密封盖上左侧或右侧。在本技术的一个具体实施方式中，第一气瓶101与第二气瓶102通过2in1的“Y”型导管与气体输送接口连同，继而与反应釜103连接，在“Y”型导管的两个枝丫上分别布置第二阀门105与第四阀门106作为第一气瓶101与第二气瓶102各自的供气开关。在本技术的一个具体实施方式中，为了防止气体的泄漏，在“Y”型导管的下半部“I”型导管上设置第三阀门107作为第二道开关，以保证氟化反应的安全进行。在本技术的一个具体实施方式中，第一阀门109布置在真空泵111与反应釜103之间的导管上，作为真空泵111的抽气开关，用于控制反应釜103内气体的抽出。本技术采用一种工艺简单、技术成熟且高效的气相氟化处理，仅调节改变等离子体激励器绝缘阻挡介质(聚酰亚胺)表层的化学组成与结构，而不改变其基体的组成、结构与特性。本技术涉及的工艺能够同时处理不同尺寸的等离子体激励器，并且可适用于大规模的激励器工业生产；这种改进，将有力的推动表面介质阻挡放电等离子体激励器的实际应用。附图说明图1示出等离子体激励器氟化装置结构示意图；图2示出氟化60min后等离子体激励器阻挡介质横截面形貌图；图3示出氟化与未氟化等离子体激励器放电前后表面微观形貌对比图，其中，图3a表示未氟化激励器老化前表面形貌；图3b表示未氟化激励器放电老化10小时后表面形貌；图3c表示氟化60min激励器老化前表面形貌；图3d表示氟化60min激励器放电老化10小时后表面形貌；图4示出未氟化等离子体激励器与氟化30min和60min等离子体激励器放电使用寿命对比图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例进一步说明本技术的技术方案。实施例在以本技术的技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，等离子体激励器的氟化装置包括充有惰性气体的第一气瓶101、充有氟气/惰性气体混合气体的第二气瓶102、反应釜103、第二阀门105、第四阀门106、第三阀门107、第一阀门109、气压计108、测温元件110、加热装置113、真空泵111和尾气处理装置112。其中，反应釜103由中空圆柱形腔体和中空半球形密封盖两部分组成，两者通过密闭连接装置，例如螺栓、螺母和密封垫圈进行连接。反应釜103的圆柱形腔体挨近底部的侧面开有通孔，用于布置加热装置113(图1中未示出)；反应釜103的密封盖上开有可内外联通的四个接口，分别为：气体输送接口，用于连接第一气瓶101和第二气瓶102；气体抽出接口，用于连接真空泵111；气压测量接口，用于连接气压计108；温度测量接口，用于连接测温元件110。其中气体输送接口与气体抽出接口布置在密封盖上左右两侧大致对称的位置，气压测量接口布置在密封盖大致中心的位置，温度测量接口布置在密封盖上左侧或右侧。第一气瓶101与第二气瓶102通过2in1的“Y”型导管与气体输送接口连同，继而与反应釜103连接，在“Y”型导管的两个枝丫上分别布置第二阀门105与第四阀门106作为第一气瓶101与第二气瓶102各自的供气开关；为了防止气体的泄漏，在“Y”型导管的下半部“I”型导管上设置第三阀门107作为第二道开关，以保证氟化反应的安全进行。真空泵111通过气体抽出接口与反应釜103连接，第一阀门109作为真空泵111的抽气开关，控制反应釜103内气体的抽出。设置尾气处理装置112，用于处理氟化反应后从真空泵111中抽出的反应残留气体。气压计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置，包括：充有惰性气体的第一气瓶(101)、充有氟气/惰性气体混合气体的第二气瓶(102)、反应釜(103)、第二阀门(105)、第四阀门(106)、第三阀门(107)、第一阀门(109)、气压计(108)、测温元件(110)、加热装置(113)、真空泵(111)和尾气处理装置(112)；其中反应釜(103)由中空圆柱形腔体和中空半球形密封盖两部分组成，两者通过密闭连接装置连接；反应釜(103)的圆柱形腔体挨近底部的侧面开有通孔，用于布置加热装置(113)；反应釜(103)的密封盖上开有可内外联通的四个接口，分别为：气体输送接口，用于连接第一气瓶(101)和第二气瓶(102)；气体抽出接口，用于连接真空泵(111)；气压测量接口，用于连接气压计(108)，气压计(108)用于监控反应釜(103)内气压状态的变化；温度测量接口，用于连接测温元件(110)，测温元件(110)一方面用于监控反应釜内温度的变化，另一方面将该温度变化及时反映输出给加热装置(113)，以便与加热装置(113)协调运作，共同控制反应釜(103)内温度；设置尾气处理装置(112)，用于处理氟化反应后从真空泵(111)中抽出的反应残留气体；激励器(104)放置在反应釜(103)圆柱形腔体底部之上，用做氟化设备的反应对象。...

【技术特征摘要】
1.一种延长聚酰亚胺介质阻挡放电等离子体激励器使用寿命的表层改性装置，包括：充有惰性气体的第一气瓶(101)、充有氟气/惰性气体混合气体的第二气瓶(102)、反应釜(103)、第二阀门(105)、第四阀门(106)、第三阀门(107)、第一阀门(109)、气压计(108)、测温元件(110)、加热装置(113)、真空泵(111)和尾气处理装置(112)；其中反应釜(103)由中空圆柱形腔体和中空半球形密封盖两部分组成，两者通过密闭连接装置连接；反应釜(103)的圆柱形腔体挨近底部的侧面开有通孔，用于布置加热装置(113)；反应釜(103)的密封盖上开有可内外联通的四个接口，分别为：气体输送接口，用于连接第一气瓶(101)和第二气瓶(102)；气体抽出接口，用于连接真空泵(111)；气压测量接口，用于连接气压计(108)，气压计(108)用于监控反应釜(103)内气压状态的变化；温度测量接口，用于连接测温元件(110)，测温元件(110)一方面用于监控反应釜内温度的变化，另一方面将该温度变化及时反映输出给加热装置(113)，以便与加热装置(113)协调运作，共同控制反应釜(103)内温度；设置尾气处理装置(112)，用于处理氟化反应后从真空泵(111)中抽出的反应残留气体；激励器(104)放置在反应釜(103)圆柱形腔体底部之上，用做氟化设...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴云，卞栋梁，贾敏，龙昌柏，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61