CN106714434B - 成对电极共面放电等离子体发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及等离子体产生和低温等离子体技术领域，具体公开一种成对电极共面放电等离子体发生装置，它包括介质和若干对成对电极；成对电极为两个间距较近、正负极性相同的电极；相邻的成对电极之间的正负极性相反。本发明通过设计间距较近、正负间隔的成对电极形成间隔电极效应，保证了等离子体放电的稳定，有利于介质表面形成均匀放电的等离子体层。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体产生和低温等离子体技术领域，具体涉及一种成对电极共面放电等离子体发生装置。
背景技术
低温等离子体在材料表面改性、薄膜沉积、光源，以及等离子体刻蚀等方面有很多应用。介质阻挡放电是一种在放电电极间加入介质层的一种放电形式。由于介质的存在，使放电更加稳定，并避免了电流过大而形成电弧的危险。介质阻挡放电是大气压放电的重要方法。
介质阻挡放电按放电结构区分可以分为：体放电，沿面放电和共面放电三种。其中共面放电具有较大优势，由于共面放电中电极置于同侧并埋藏于介质之中，等离子体产生于介质表面并具有一定厚度。这种结构可以对厚度较大的器件表面进行材料表面改性、薄膜沉积，也可以用于等离子体光源等。
通常设计的共面放电装置中，埋藏于介质层中的电极为“单个电极”排列，相邻电极分别接到高压电源的高压端和接地端。在整个共面介质阻挡放电装置中，接电源高电压端和接地端的电极相互间隔。由于电极加工精度的误差，在这种装置的气体放电产生等离子体过程中，放电总是首先在电场强度最大的区域首先产生并扩展，这就造成等离子体可能只产生于“单个电极”的一侧，而不是在整个任意两个“单个电极”之间区域产生。这样的共面介质阻挡放电装置产生的等离子体具有明显的不均匀性。
发明内容
本发明的目的为提供一种成对电极共面放电等离子体发生装置，能够在共面放电装置中产生均匀的等离子体。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种成对电极共面放电等离子体发生装置，它包括介质和若干对成对电极；成对电极为两个间距较近、正负极性相同的电极；相邻的成对电极之间的正负极性相反。
它还包括两个2个单个电极；所述的介质为板状介质；板状介质内从一边到另一边依次设有一个单个电极A、若干对成对电极、一个单个电极B；
当所述的成对电极的对数为偶数时，单个电极A与第偶数对成对电极接高压电；单个电极B与第奇数对成对电极接地；
当所述的成对电极的对数为奇数时，单个电极A、单个电极B与第偶数对成对电极接高压电；第奇数对成对电极接地。
所述的板状介质为陶瓷或石英材料；所述的电极的材料为石墨、金属或合金。
所述的电极的材料为Al，板状介质材料为Al2O3；单个电极的宽度为1mm；组成成对电极的两个电极之间的距离为3mm；单个电极与成对电极之间的距离、相邻两对成对电极之间的距离为1～10mm。
所述的介质为圆柱状介质；圆柱状介质外表面均匀设有若干对成对电极。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种成对电极共面放电等离子体发生装置通过设计间距较近、正负间隔的成对电极形成间隔电极效应，保证了等离子体放电的稳定，有利于介质表面形成均匀放电的等离子体层。
附图说明
图1为本发明提供的成对电极共面放电等离子体发生装置示意图；
图2为成对电极的侧视图。
图中：1.板状介质，2.单个电极A，3.单个电极B，4.成对电极A，5.成对电极B，6.正极导线，7.负极导线，8.圆柱状介质。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案和有益效果进一步进行说明。
本发明的成对电极共面放电等离子体发生装置包括介质和若干对成对电极；成对电极为两个间距较近、正负极性相同的电极；相邻的成对电极之间的正负极性相反。
如图1所示，本实施例中的成对电极共面放电等离子体发生装置包括板状介质1、若干个单个电极、若干对成对电极。板状介质1为陶瓷或石英材料。板状介质1内设有若干根电极，包括单个电极和成对电极。成对电极为间隔较近的两个单个电极。电极的材料为石墨、金属或合金。在本实施例中，板状介质1内从一边到另一边依次设有一个单个电极A2、9对成对电极、一个单个电极B3。单个电极A2、单个电极B3和成对电极中的第2、4、6、8对分别与正极导线6连接，接高压电。成对电极中的第1、3、5、7、9对分别与负极导线7连接，接地。
在现有技术中，所有电极都是单个电极，放电总是首先在电场强度最大的区域首先产生并扩展，这就造成等离子体可能只产生于单个电极的一侧，而不是在整个任意两个单个电极之间区域产生，这样的共面介质阻挡放电装置产生的等离子体具有明显的不均匀性。
本发明提供成对电极的设计，一对成对电极中两个电极正负极性相同。在单个电极A2和成对电极A4之间形成强磁场，形成等离子体放电。而成对电极A4、成对电极B5同时接地，则保证了等离子体放电的稳定。实验证明，这样的设计形成间隔电极效应，有利于板状介质1表面形成均匀放电的等离子体层。
在本实施例中，成对电极共面放电等离子体发生装置采用将铝块进行阳极氧化的方式制得。电极的材料为Al，板状介质1材料为Al2O3；单个电极的宽度为1mm。组成成对电极的两个电极之间的距离为3mm。单个电极与成对电极之间的距离、相邻两对成对电极之间的距离为1～10mm。
在另一个实施例中，在圆柱状介质8上均匀设有若干对成对电极，相邻的成对电极之间的正负极性相反。通电后，圆柱状介质8表面形成均匀放电的等离子体层。
Claims (6)
1.一种成对电极共面放电等离子体发生装置，其特征在于：它包括介质和若干对成对电极：成对电极为两个间距较近、正负极性相同的电极；相邻的成对电极之间的正负极性相反。
2.根据权利要求1所述的一种成对电极共面放电等离子体发生装置，其特征在于：它还包括两个单个电极；所述的介质为板状介质(1)；板状介质(1)内从一边到另一边依次设有一个单个电极A(2)、若干对成对电极、一个单个电极B(3)。
3.根据权利要求2所述的一种成对电极共面放电等离子体发生装置，其特征在于：当所述的成对电极的对数为偶数时，单个电极A(2)与第偶数对成对电极接高压电；单个电极B(3)与第奇数对成对电极接地；
当所述的成对电极的对数为奇数时，单个电极A(2)、单个电极B(3)与第偶数对成对电极接高压电；第奇数对成对电极接地。
4.根据权利要求3所述的一种成对电极共面放电等离子体发生装置，其特征在于：所述的板状介质(1)为陶瓷或石英材料；所述的电极的材料为石墨或金属。
5.根据权利要求4所述的一种成对电极共面放电等离子体发生装置，其特征在于：所述的电极的材料为AI，板状介质(1)材料为AI203；单个电极的宽度为1mm；组成成对电极的两个电极之间的距离为3mm；单个电极与成对电极之间的距离、相邻两对成对电极之间的距离为1～10mm。
6.根据权利要求1所述的一种成对电极共面放电等离子体发生装置，其特征在于：所述的介质为圆柱状介质(8)；圆柱状介质(8)外表面均匀设有若干对成对电极。
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