一种常压射频低温等离子体装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于等离子体技术领域，涉及一种常压射频低温等离子体装置，包括自动点火部分和等离子体放电主体；自动点火部分包括点火元件和移动装置；等离子体放电主体包括用于射频的阳极、阴极以及介质管，阴极和阳极设置在介质管上；介质管上设有进气口，点火元件固定在移动装置上，移动装置带动点火元件进入或退出介质管。本发明专利技术能够在保持介质管中空的情况下，利用自动点火结构降低击穿电压，从而在常压条件下产生低温等离子体，该自动点火结构在点火成功后，移出等离子体放电区域，并且操作简单易行，可使用低成本工作惰性气体，并在一定程度上保护电极不受腐蚀，避免金属杂质引入，降低等离子体装置损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种常压射频低温等离子体装置
本专利技术属于等离子体
，涉及一种常压射频低温等离子体装置。
技术介绍
低温等离子体是一种物理和化学作用相结合的气态处理技术，其本身具有的低污染、高效率等环保的特点，广泛应用在材料表面处理上。而大气压低温等离子体属于非平衡等离子体，由于其不受限于真空腔体尺寸空间限制，十分适用于低成本、高效率的生产线加工。在上个世纪90年代，就有报道以射频为驱动源，使用氦气为工作气体，在常压下将金属电极内置在介质管中作为阳极，介质管外包裹金属电极作为阴极，这种针-环装置结构，内置金属电极容易受到腐蚀，长期影响放电效果，虽然采用氦气放电产生的等离子体气体温度相对较低，但氦气价格昂贵，并不适合大规模生产，而氩气等惰性气体产生的等离子体气体温度较高，需要对电极做冷却处理。Foest等人在2005年提出的双环结构，在毛细管外分别包裹金属阳极和金属阴极，因为毛细管直径较小，气体间隙相对较小，工作气体在流动状态下击穿和维持电压较低，所以工作气体氦气通过介质管间隙被击穿，产生等离子体，虽无内置电极，但采用毛细管为介质管，且由于介质管为毛细管较细，并使用氦气放电，产生的射流较小，不适合大面积。现有的常压射频低温等离子体结构多数采用内置电极，虽能产生较粗等离子体炬，但容易造成电极腐蚀，或者采用的中空结构为直径较小的毛细管且采用氦气进行点火，产生射流较小，且装置成本高昂并不适用于大规模生产。
技术实现思路
本专利技术提出一种常压射频低温等离子体装置，能够在保持介质管中空的情况下，利用自动点火结构降低击穿电压，从而在常压条件下产生低温等离子体，该自动点火结构在点火成功后，移出等离子体放电区域，并且操作简单易行，可使用低成本工作惰性气体，并在一定程度上保护电极不受腐蚀，避免金属杂质引入，降低等离子体装置损耗。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种常压射频低温等离子体装置，其特殊之处在于：包括自动点火部分和等离子体放电主体；所述自动点火部分包括点火元件和移动装置；所述等离子体放电主体包括用于射频的阳极、阴极以及介质管，所述阴极和阳极设置在介质管上；介质管上设有进气口，所述点火元件固定在移动装置上，移动装置带动点火元件进入或退出介质管。在本专利技术的技术方案中，移动装置带动点火元件在点火成功后快速退出介质管，防止点火元件在介质管中受腐蚀，同时，使用点火元件可在电极之间移动以降低击穿电压，从而在常压下产生低温等离子体。进一步地，上述介质管包括等离子体出口和点火元件进口，所述进气口设置在介质管的侧面。进一步地，上述点火元件进口上设有密封件。进一步地，上述阳极和阴极均为介质管外围包裹的环状电极，阳极为射频输出端，阴极为接地端，射频输出端由射频线缆连接，其经过射频电源内部匹配网络，接地端为射频线缆外部金属端，和射频电源接地极为同一个。进一步地，上述点火元件通过连接件固定在移动装置上。进一步地，上述点火元件为杆件。进一步地，上述点火元件采用钨、钼、铌、钽、钒、锆等熔点在1000摄氏度以上的金属材料制成。进一步地，上述介质管其内部直径大小可在0.1mm-10mm之间。进一步地，上述介质管可以为石英管、陶瓷管等。进一步地，上述移动装置为气缸或弹簧等可产生一定位移的气动控制结构，或者移动装置为液压控制装置，整个机械点火结构固定在绝缘材料上。进一步地，上述射频电源工作频率为13.56MHz或27.12MHz，气体被击穿的均方根电压在500V以内，该射频放电是在大气压开放条件下进行。本专利技术的优点：1)能够在保持介质管中空的情况下，利用自动点火结构降低击穿电压，从而在常压条件下产生低温等离子体，该自动点火结构在点火成功后，移出等离子体放电区域，并且操作简单易行，可使用低成本工作惰性气体，并在一定程度上保护电极不受腐蚀，避免金属杂质引入，降低等离子体装置损耗；2)本专利技术能采用较粗介质管，产生较粗等离子体炬，采用的点火元件成本较低，并能重复利用，不易受腐蚀，适合大规模低成本生产；3)本专利技术创造的等离子体装置，可广泛应用在表面清洗、杀菌以及制备聚合物涂层等领域。附图说明图1为本专利技术常压射频低温等离子体装置的结构图。其中，1、移动装置，2、连接件，3、点火元件，4、介质管，5、进气口，6、阳极，7、阴极，8密封件。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。参见图1，一种常压射频低温等离子体装置，包括自动点火部分和等离子体放电主体。所述自动点火部分包括点火元件3和移动装置1；所述等离子体放电主体包括用于射频的阳极6、阴极7以及介质管4，所述阴极7和阳极6设置在介质管4上，所述介质管4上侧面设置进气口5；所述点火元件3通过连接件2固定在移动装置1上，移动装置1带动点火元件3进入或退出介质管4。本专利技术是在常压条件下利用自动点火结构产生低温射频等离子体的装置，该装置是通过点火元件3在导体区域产生二次电子，从而在导体区域诱发产生等离子体，进而在常压下产生连续等离子体，可以在较低功率下产生低温等离子体。作为本专利技术的一个优选实施例，所述阳极6和阴极7均为介质管4外围包裹的环状电极，阳极6为射频输出端，阴极7为接地端，射频输出端由射频线缆连接，其经过射频电源内部匹配网络，接地端为射频线缆外部金属端，和射频电源接地极为同一个。进一步地，作为一个优选方案，上述射频电源工作频率为13.56MHz或27.12MHz，气体被击穿的均方根电压在500V以内，该射频放电是在大气压开放条件下进行。本专利技术中，所述介质管4包括等离子体出口和点火元件进口，所述进气口设置在介质管4的侧面。作为本专利技术的一个优选实施例，上述介质管4其内部直径大小可在0.1mm-10mm之间，采用较粗介质管，产生较粗等离子体炬。本专利技术中的介质管4可以由石英管、陶瓷管等材质制成。作为本专利技术的一个优选实施例，所述介质管4上点火元件进口上设有密封件8，在点火元件3退出介质管4后要对其点火元件进口进行密封，防止等离子体泄露。本专利技术中，该密封件8的材质优先采用绝缘的且具有一定弹性的材料，以便点火元件抽离后，迅速复位对点火元件进口进行密封。作为本专利技术的一个优选实施例，上述点火元件3为细长的光滑杆，方便进入和退出介质管4，其采用钨、钼、铌、钽、钒、锆等熔点在1000摄氏度以上的金属材料制成。作为本专利技术的一个优选实施例，上述移动装置1为气缸或弹簧等可产生一定位移的气动控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压射频低温等离子体装置，其特征在于：/n包括自动点火部分和等离子体放电主体；/n所述自动点火部分包括点火元件(3)和移动装置(1)；/n所述等离子体放电主体包括用于射频的阳极(6)、阴极(7)以及介质管(4)，所述阴极(7)和阳极(6)设置在介质管(4)上；介质管(4)上设有进气口(5)，所述点火元件(3)固定在移动装置(1)上，移动装置(1)带动点火元件(3)进入或退出介质管(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种常压射频低温等离子体装置，其特征在于：
包括自动点火部分和等离子体放电主体；
所述自动点火部分包括点火元件(3)和移动装置(1)；
所述等离子体放电主体包括用于射频的阳极(6)、阴极(7)以及介质管(4)，所述阴极(7)和阳极(6)设置在介质管(4)上；介质管(4)上设有进气口(5)，所述点火元件(3)固定在移动装置(1)上，移动装置(1)带动点火元件(3)进入或退出介质管(4)。


2.根据权利要求1所述的一种常压射频低温等离子体装置，其特征在于：
所述介质管(4)包括等离子体出口和点火元件进口，所述进气口设置在介质管(4)的侧面。


3.根据权利要求2所述的一种常压射频低温等离子体装置，其特征在于：
所述点火元件进口上设有密封件(8)。


4.根据权利要求1所述的一种常压射频低温等离子体装置，其特征在于：
所述阳极(6)和阴极(7)均为介质管(4)外围包裹的环状电极，阳极(6)为射频输出端，阴极(7)为接地端。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王裕，江彪，高明，张永亮，陆星铭，黄逸凡，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44