一種等離子體發生裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種等離子體發生裝置，包括電源、反應腔，反應腔包括框架，框架具有下水平板、中間水平板和上水平板，上水平板與中間水平板之間設置有高壓腔，中間水平板與下水平板之間設置有氣體腔，下水平板上陣列設置有多個通孔，中間水平板上固定連接有鎢針，鎢針懸空設置于通孔內，鎢針穿透中間水平板設置，中間水平板的上表面密壓設置有鋁箔紙，鎢針與鋁箔紙電連接，鋁箔紙與高壓腔電連接；氣體腔的兩端設置有進料管道，氣體腔通過進料管道連通有質量流量控制器，框架的下方設置有接地電極；該裝置還包括示波器、高壓探頭和電源探頭，示波器通過高壓探頭與電源電連接，電源與高壓腔電連接，示波器還通過電源探頭與所述接地電極電連接。
【專利說明】一種等離子體發生裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及在大氣壓條件下，利用多層石英板中內嵌鎢針電極通過注入反應氣體(空氣)產生大面積陣列式微等離子體的生產設備，尤其涉及一種應用于清洗材料表面的陣列式等離子體發生裝置。
【背景技術】
[0002]目前，很多材料表面的性能有很大的缺陷，不能滿足現實生活中的需求，從大的行業角度來講包括電子、汽車、朔料、醫療、輕紡等與我們密切相關的領域。然而我們嘗試用不同的方法來處理其表面，使其達到一定的性能指標，這種技術我們也可稱之為表面清洗技術，材料表面清洗有很多方法，有化學方法、有物理方法，傳統的清洗方法大多為化學清洗，比如常用的清洗液，但是清洗液的化學試劑對要清洗的材料表面工藝有很大影響，而且清洗液大多數是酸或堿性溶液，產生環境污染，不利于環保，因此傳統的清洗方法已不能滿足現今社會的需要。隨著科技的發展，等離子體清洗技術已逐步深入到各行各業中，等離子體清洗是不分處理對象、基材類型均可進行處理，并可實現整體和局部以及復雜結構的清洗，具有良好的均勻性和重復性。但是現有等離子體清洗設備，大多為射頻或微波等離子體清洗設備，這些設備不僅體型龐大成本高，而且耗能高，有的還需要復雜的真空系統，它更適合于實驗室研究等，不能滿足現代化市場的迅速需求。
【發明內容】
[0003]根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種等離子體發生裝置，包括電源，還包括反應腔，所述反應腔包括框架，所述框架的底部固定連接有下水平板，所述框架的中部固定連接有中間水平板，所述框架的頂部固定連接有上水平板，所述上水平板與中間水平板之間設置有高壓腔，所述中間水平板與下水平板之間設置有氣體腔，所述下水平板上陣列設置有多個通孔，所述中間水平板上固定連接有與所述通孔位置一一對應的鎢針，所述鎢針懸空設置于通孔內，所述鎢針穿透中間水平板設置，所述中間水平板的上表面密壓設置有鋁箔紙，所述鎢針與鋁箔紙電連接，所述鋁箔紙與高壓腔電連接；所述氣體腔的兩端設置有進料管道，所述氣體腔通過進料管道連通有質量流量控制器，所述框架的下方設置有接地電極；
[0004]該等離子體發生裝置還包括示波器、高壓探頭和電源探頭，所述示波器通過高壓探頭與電源電連接，所述電源與高壓腔電連接，所述示波器還通過電源探頭與所述接地電極電連接。
[0005]所述接地電極由石英板和銅板構成，所述石英板固定連接在銅板的上方。
[0006]工作狀態下，所述反應腔的下水平板距預處理材料表面的距離在Imm范圍內。
[0007]由于采用了上述技術方案，本發明提供的一種等離子體發生裝置，可對任意想要處理的材料表面進行清洗，處理前后表面功能化效果明顯，該裝置在結構設置上采用鋁箔紙密壓的結構與高壓腔電連接，使通入的空氣在該裝置內產生等離子體，該等離子體發生裝置具有體積小、耗能低、可實現大氣壓操作、無需復雜的真空環境、以空氣為載氣、成本低、經濟實惠、操作簡單、容易用手直接操作等優點。與現有技術的等離子體發生裝置相比，本裝置可以直接將空氣通入到反應腔內經過該裝置的處理產生等離子體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1為本發明的結構示意圖。
[0010]圖2為實施例中玻璃未經本裝置清洗前的水接觸角的示意圖。
[0011]圖3為實施例中玻璃經本裝置清洗后的水接觸角的示意圖。
[0012]圖中:1.反應腔；2.電源；3.質量流量控制器；4.接地電極；5.示波器；6.高壓探頭；7.電源探頭；8.高壓腔；9.氣體腔；10.框架；11.上水平板；12.中間水平板；13.下水平板；14.通孔；15鎢針；16.石英板；17.銅板；18.進料管道；19.鋁箔紙。
【具體實施方式】
[0013]為使本發明的技術方案和優點更加清楚,下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述:
[0014]如圖1所示:該等離子體發生裝置包括電源2和反應腔1，反應腔I具有框架10，框架10的底部固定連接有下水平板13，框架10的中部固定連接有中間水平板12，框架10的頂部固定連接有上水平板11，上水平板11與中間水平板12之間的空間設置成高壓腔8，中間水平板12與下水平板13之間的空間設置成氣體腔9。氣體腔9的兩端設置有進料管道18，氣體腔9通過進料管道18連通有質量流量控制器3。
[0015]在下水平板13上陣列設置有多個通孔14，在中間水平板12上固定連接有與所述通孔14位置一一對應的鎢針15，鎢針15懸空設置于通孔14內，鎢針15穿透中間水平板12設置，并且鎢針15穿過中間水平板12后高出水平板12 —段距離，在中間水平板12的上表面密壓設置有鋁箔紙19，鎢針15與鋁箔紙19電連接，這樣使鋁箔紙19與高壓腔8電連接。在下水平板13的下方設置有接地電極4 ；
[0016]該等離子體發生裝置還包括示波器5、高壓探頭6和電源探頭7，示波器5通過高壓探頭6與電源2電連接，所述電源2與高壓腔8電連接，所述示波器5還通過電源探頭7與所述接地電極4電連接。
[0017]進一步的,接地電極4由石英板16和銅板17構成,石英板16固定連接在銅板17的上方。
[0018]進一步的，工作狀態下，反應腔I的下水平板13距預處理材料表面的距離在Imm范圍內。
[0019]實施例:
[0020]如圖1所示:該等離子體發生裝置的框架10采用聚四氟框架，上水平板11、中間水平板12和下水平板13采用石英材料，鎢針直徑設置為1.5mm,并且通孔14直徑比鎢針15大0.5_。將質量流量控制器3與氣體腔9相連通，將空氣通過質量流量控制器3來調節流量，并充分注入反應腔I的氣體腔9內。工作狀態下:電源2為正弦交流電源，電壓可調范圍0-50kV，頻率可調范圍0-20kHz。反應腔I的下水平板13距預處理材料表面的距離在Imm范圍內。在應用電壓峰-峰值為16kV-35kV，頻率低于15kHz時，就會在下水平板13與接地電極4之間在大氣壓條件下產生均勻穩定的大面積的陣列式微等離子體。在實際應用時，下水平板13與接地電極4之間的距離根據實際要求根據處理的材料決定，利用所產生的等離子體對玻璃表面進行清洗處理IOs以上，其水接觸角由50度減小到幾乎接近于零度，如圖2所示，玻璃未經本裝置清洗前的水接觸角的示意圖，但是經過本裝置清洗后的玻璃如圖3所示，使玻璃的表面親水性大大增強，通過水接觸角分析儀分析接觸角由50度降低到幾乎接近零度。在清洗處理材料表面的同時，利用示波器5連接高壓探頭6和電流探頭7，對大面積陣列式微等離子體放電狀態進行實時監控，當空氣進入反應腔I內，接通電源2后，在電壓達到閾值范圍，由于在高壓電極鎢針15和接地電極4之間電場的作用下會產生空氣等離子體放電，進而在高低壓之間形成放電通道，構成閉合回路，示波器5對電壓電流進行實時檢測。而且在實際操作中利用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡等對處理后的材料表面效果進行表征。
[0021]本發明公開的等離子體發生裝置利用示波器5、高壓探頭6和電源探頭7與反應腔I相配合使用，使空氣通過質量流量控制器3控制流量注入至反應腔I內產生等離氣體對材料的表面進行清洗。該裝置放電方式簡單，無需復雜的真空設備，設備成本低，體積小，能量消耗低。
[0022]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種等離子體發生裝置，包括電源(2)，其特征在于:還包括反應腔(I)，所述反應腔(I)包括框架(10)，所述框架(10)的底部固定連接有下水平板(13)，所述框架(10)的中部固定連接有中間水平板(12)，所述框架(10)的頂部固定連接有上水平板(11 )，所述上水平板(11)與中間水平板(12)之間設置有高壓腔(8)，所述中間水平板(12)與下水平板(13)之間設置有氣體腔(9)，所述下水平板(13)上陣列設置有多個通孔(14)，所述中間水平板(12)上固定連接有與所述通孔(14)位置一一對應的鎢針(15)，所述鎢針(15)懸空設置于通孔(14)內，所述鎢針(15)穿透中間水平板(12)設置，所述中間水平板(12)的上表面密壓設置有鋁箔紙(19)，所述鎢針(15)與鋁箔紙(19)電連接，所述鋁箔紙(19)與高壓腔(8)電連接；所述氣體腔(9)的兩端設置有進料管道(18)，所述氣體腔(9)通過進料管道(18)連通有質量流量控制器(3)，所述框架(10)的下方設置有接地電極(4)； 該等離子體發生裝置還包括示波器(5 )、高壓探頭(6 )和電源探頭(7 )，所述示波器(5 )通過高壓探頭(6)與電源(2)電連接，所述電源(2)與高壓腔(8)電連接，所述示波器(5)還通過電源探頭(7)與所述接地電極(4)電連接。
2.根據權利要求1所述的一種等離子體發生裝置，其特征還在于:所述接地電極(4)由石英板(16)和銅板(17)構成，所述石英板(16)固定連接在銅板(17)的上方。
3.根據權利要求1所述的一種等離子體發生裝置，其特征還在于:工作狀態下，所述反應腔(I)的下水平板(13)距預處理材料表面的距離在Imm范圍內。
【文檔編號】H05H1/24GK103458601SQ201310416057
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】劉東平, 倪維元 申請人:大連民族學院