CN104368288A - 低真空低温射频感性耦合等离子体反应器及其使用方法 - Google Patents

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高立华
陈礼炜
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    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
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Abstract

本发明涉及一种低真空低温射频感性耦合等离子体反应器及其使用方法，包括两端用橡胶塞封住的石英玻璃管，所述石英玻璃管的上端连接有进气总管，所述进气总管分别连接有通入氩气的第一支管和通入反应气体的第二支管，所述第一支管和第二支管沿其进气方向上均依次设置有流量计和针阀，所述石英玻璃管的底部设置有与机械泵相连接的抽气管，所述石英玻璃管的底部还设置有可在石英玻璃管内上下移动的升降台，所述石英玻璃管的上部侧壁上缠绕有线圈，所述线圈与一射频电源相连接，所述射频电源与线圈之间还连接有用于调节阻抗的匹配器。本反应器用材简单，价格低廉，非常实用。

Description

低真空低温射频感性耦合等离子体反应器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种低真空低温射频感性耦合等离子体反应器及其使用方法。
背景技术
现有的等离子体反应器结构复杂，价格高昂，而且操作麻烦，导致企业、学校等单位经费紧张，更要对操作人员进行培训，费时耗力。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种低真空低温射频感性耦合等离子体反应器及其使用方法，用材简单，价格低廉，非常实用。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，包括两端用橡胶塞封住的石英玻璃管，所述石英玻璃管的上端连接有进气总管，所述进气总管分别连接有通入氩气的第一支管和通入反应气体的第二支管，所述第一支管和第二支管沿其进气方向上均依次设置有流量计和针阀，所述石英玻璃管的底部设置有与机械泵相连接的抽气管，所述石英玻璃管的底部还设置有可在石英玻璃管内上下移动的升降台，所述石英玻璃管的上部侧壁上缠绕有线圈，所述线圈与一射频电源相连接，所述射频电源与线圈之间还连接有用于调节阻抗的匹配器。
进一步的，所述石英玻璃管侧壁上设置有固定铁夹，该固定铁夹的一端固定在一铁架台上。    进一步的，所述石英玻璃管内顶部还设置有气体导流栅。
进一步的，所述匹配器上还有显示电容值的显示屏。
进一步的，所述线圈上设置有对线圈进行降温的水冷系统，所述水冷系统包括套在线圈上的水管，所述线圈上设置有绝缘层，所述水管内流通有不断循环的冷却水。
进一步的，所述抽气管上设置有真空计。
进一步的，所述升降台包括一套设在石英玻璃管底部橡胶塞内的螺帽，所述螺帽内设置有相匹配的螺纹杆，所述螺纹杆在石英玻璃管内的端部设置有样品台，所述螺纹杆在石英玻璃管外的下部连接有无螺纹的竖杆，所述竖杆通过一旋紧螺帽固定连接在一套筒上。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种如上所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器的使用方法：开启机械泵抽石英玻璃管内气压至1×10-3 Pa左右，然后通过第一支管通入氩气，通过控制流量计和针阀使石英玻璃管内气压达到1-10 Pa之间，打开射频电源，把射频电源电压调至100-500 V之间，慢慢调节电源匹配器的两个电容，当线圈达到反射能量最少，入射能量最多，即耦合到反应器中能量最大化时，使气体放电；待气体放电达到稳定后，再通过第二支管充入反应气体，通过控制流量计和针阀使氩气与反应气体的比例，调节到9∶1至1∶9范围之间的任一实验所需数值，最终在发生器中产生由大量正负带电粒子和中性粒子组成的所需低温等离子体；在升降台的样品台上放置待改性样品，通过调整样品台的高度，找到一个改性样品反应最佳的高度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置结构简单，制作价格低廉，操作极其方便。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图中：1-石英玻璃管，11-橡胶塞，12-气体导流栅，2-进气总管，21-第一支管，22-第二支管，23-针阀，24-流量计，3-线圈，31-射频电源，32-匹配器，4-水冷系统，41-水管，5-螺纹杆，51-样品台，52-待改性样品，53-螺帽，54-竖杆，55-旋紧螺帽，56-套筒，6-铁架台，61-固定铁夹，7-抽气管，71-机械泵，72-真空计。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，一种低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，包括两端用橡胶塞11封住的石英玻璃管1，所述石英玻璃管1的上端连接有进气总管2，所述进气总管2分别连接有通入氩气的第一支管21和通入反应气体的第二支管22，所述第一支管21和第二支管22沿其进气方向上均依次设置有流量计24和针阀23，所述石英玻璃管1的底部设置有与机械泵71相连接的抽气管7，所述石英玻璃管1的底部还设置有可在石英玻璃管内上下移动的升降台，所述石英玻璃管1的上部侧壁上缠绕有线圈3，所述线圈3与一射频电源31相连接，所述射频电源31与线圈3之间还连接有用于调节阻抗的匹配器32。
本实施例中，所述石英玻璃管1侧壁上设置有固定铁夹61，该固定铁夹61的一端固定在一铁架台6上。
本实施例中，所述石英玻璃管1内顶部还设置有气体导流栅12。
本实施例中，所述匹配器32上还有显示电容值的显示屏。
本实施例中，所述线圈3上设置有对线圈进行降温的水冷系统5，所述水冷系统5包括套在线圈上的水管51，所述线圈2上设置有绝缘层，所述水管51内流通有不断循环的冷却水。
本实施例中，所述抽气管7上设置有真空计72。
本实施例中，所述升降台包括一套设在石英玻璃管底部橡胶塞内的螺帽53，所述螺帽53内设置有相匹配的螺纹杆5，所述螺纹杆5在石英玻璃管内的端部设置有样品台51，该样品台51用于放置待改性样品52，所述螺纹,5在石英玻璃管外的下部连接有无螺纹的竖杆54，所述竖杆54通过一旋紧螺帽55固定连接在一套筒56上。
一种如上所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器的使用方法：开启机械泵抽石英玻璃管内气压至1×10-3 Pa左右，然后通过第一支管通入氩气，通过控制流量计和针阀使石英玻璃管内气压达到1-10 Pa之间，打开射频电源，把射频电源电压调至100-500 V之间，慢慢调节电源匹配器的两个电容，当线圈达到反射能量最少，入射能量最多，即耦合到反应器中能量最大化时，使气体放电；待气体放电达到稳定后，再通过第二支管充入反应气体，通过控制流量计和针阀使氩气与反应气体的比例，调节到9∶1至1∶9范围之间的任一实验所需数值，最终在发生器中产生由大量正负带电粒子和中性粒子组成的所需低温等离子体；在升降台的样品台上放置待改性样品，通过调整样品台的高度，找到一个改性样品反应最佳的高度。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：包括两端用橡胶塞封住的石英玻璃管，所述石英玻璃管的上端连接有进气总管，所述进气总管分别连接有通入氩气的第一支管和通入反应气体的第二支管，所述第一支管和第二支管沿其进气方向上均依次设置有流量计和针阀，所述石英玻璃管的底部设置有与机械泵相连接的抽气管，所述石英玻璃管的底部还设置有可在石英玻璃管内上下移动的升降台，所述石英玻璃管的上部侧壁上缠绕有线圈，所述线圈与一射频电源相连接，所述射频电源与线圈之间还连接有用于调节阻抗的匹配器。
2.根据权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：所述石英玻璃管侧壁上设置有固定铁夹，该固定铁夹的一端固定在一铁架台上。
3.根据权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：所述石英玻璃管内顶部还设置有气体导流栅。
4.根据权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：所述匹配器上还有显示电容值的显示屏。
5.根据权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：所述线圈上设置有对线圈进行降温的水冷系统，所述水冷系统包括套在线圈上的水管，所述线圈上设置有绝缘层，所述水管内流通有不断循环的冷却水。
6.根据权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：所述抽气管上设置有真空计。
7.根据权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器，其特征在于：所述升降台包括一套设在石英玻璃管底部橡胶塞内的螺帽，所述螺帽内设置有相匹配的螺纹杆，所述螺纹杆在石英玻璃管内的端部设置有样品台，所述螺纹杆在石英玻璃管外的下部连接有无螺纹的竖杆，所述竖杆通过一旋紧螺帽固定连接在一套筒上。
8.一种如权利要求1所述的低真空低温射频感性耦合等离子体反应器的使用方法，其特征在于：开启机械泵抽石英玻璃管内气压至1×10-3 Pa左右，然后通过第一支管通入氩气，通过控制流量计和针阀使石英玻璃管内气压达到1-10 Pa之间，打开射频电源，把射频电源电压调至100-500 V之间，慢慢调节电源匹配器的两个电容，当线圈达到反射能量最少，入射能量最多，即耦合到反应器中能量最大化时，使气体放电；待气体放电达到稳定后，再通过第二支管充入反应气体，通过控制流量计和针阀使氩气与反应气体的比例，调节到9∶1至1∶9范围之间的任一实验所需数值，最终在发生器中产生由大量正负带电粒子和中性粒子组成的所需低温等离子体。
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