CN113451093A - 等离子体反应设备及物料处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种等离子体反应设备及物料处理方法，设备包括工作台、反应仓、真空模组、送气模块、射频模组及驱动件。反应仓可转动地装配于工作台，且具有反应腔，可以在反应腔内放置需要处理的物料，例如粉体物料。真空模组对反应腔抽真空，在反应腔内形成真空环境；送气模块向反应腔输送气体，射频模组围设于反应仓外周，向反应腔发射射频波，使反应腔内送入的气体发生电离形成等离子体来处理放置在反应仓内的物料，以改变物料表面的性能；驱动件对反应仓提供旋转驱动力，反应仓在驱动件的驱动下相对工作台转动，以使粉末状物料可以在反应仓内翻转同时与射频电离后的等离子体充分接触，可以对粉末状物料均匀地进行表面处理，提高处理效果。

Description

等离子体反应设备及物料处理方法

技术领域

本发明涉及材料处理技术领域，特别是涉及等离子体反应设备及物料处理方法。

背景技术

等离子体又叫做电浆，是除了气体、液体和固体之外物质的第四态，其主要是气体经高能激发电离之后形成，等离子体中包含各种高能粒子，主要有阴/阳离子、电子、原子和分子。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体，当电子温度和离子温度相等的是高温等离子体,不相等则为低温等离子体。低温等离子体放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体，也叫非平衡态等离子体。基于低温等离子体的这一特点，等离子体在材料处理、金属冶炼、喷涂、焊接、分析以及催化等方向有广泛的应用。

常见的等离子体对材料表面的处理主要是利用等离子体中高能粒子对材料表面进行轰击达到处理的目的，或者通过将气体电离之后与材料表面进行反应。等离子体中的高能粒子在与材料表面相互作用时，能够有效的进行刻蚀、掺杂等系列的改性，同时，由于等离子体通常具有较好的还原性，其也可以被用于各种金属材料的合成、还原等。一般地，等离子体处理主要是利用等离子体对具有固定形貌的物体进行处理，譬如利用等离子体对芯片、薄膜、工件等进行处理。但是，针对粉体物料进行处理的时候，尤其是批量化处理粉体物料时，传统的等离子体反应装置只能对粉体物料表层的粉末进行处理，难以均匀处理粉体物料。

发明内容

基于此，有必要提供一种等离子体反应设备及物料处理方法，以利用等离子体均匀地处理粉体物料。

一种等离子体反应设备，包括：

工作台；

反应仓，可转动地装配于所述工作台，且具有反应腔；

真空模组，对所述反应腔抽真空；

送气模块，向所述反应腔输送气体；

射频模组，围设于所述反应仓外周，向所述反应腔发射射频波；以及

驱动件，对所述反应仓提供旋转驱动力，所述反应仓在所述驱动件的驱动下相对所述工作台转动。

上述等离子体反应设备中，反应仓可转动地装配于工作台，且具有反应腔，可以在反应腔内放置需要处理的物料，例如粉体物料。真空模组对反应腔抽真空，在反应腔内形成真空环境；送气模块向反应腔输送气体，射频模组围设于反应仓外周，向反应腔发射射频波，使反应腔内送入的气体发生电离形成等离子体来处理放置在反应仓内的物料，以改变物料表面的性能。同时，驱动件对反应仓提供旋转驱动力，反应仓在驱动件的驱动下相对工作台转动，以使粉末状物料可以在反应仓内翻转同时与射频电离后的等离子体充分接触，对粉末状的物料可以均匀地进行表面处理，提高处理效果。

在其中一个实施例中，还包括搅拌件，所述搅拌件凸出设置于所述反应腔内。

在其中一个实施例中，所述反应仓包括反应段和安装段，所述反应段和所述安装段沿所述反应仓的旋转轴线所在的第一方向分布，且所述安装段支撑于所述工作台上；

其中，所述反应段在垂直所述第一方向横截面内的截面积，大于所述安装端在垂直所述第一方向横截面内的截面积。

在其中一个实施例中，所述射频模组包括射频电源、射频线圈所述射频线圈绕设于所述反应仓外周，所述射频电源设于所述工作台并与所述射频线圈电连接。

在其中一个实施例中，所述射频模组还包括辐射屏蔽罩，所述辐射屏蔽罩套设于所述射频线圈背向所述反应仓的外周。

在其中一个实施例中，所述真空模组包括真空泵和真空计，所述真空泵与所述反应腔可选择地通断，用于对所述反应腔抽真空，所述真空计与所述反应腔连通，用于检测所述反应腔内的压力。

在其中一个实施例中，还包括冷却系统，所述冷却系统与所述射频模组之间冷却换热。

在其中一个实施例中，所述驱动件为可输出旋转运动的磁流体密封件。

一种物料处理方法，包括以下步骤：

将待处理的物料放置于反应腔内，并对所述反应腔抽真空；

向所述反应腔内通入加工气体，并使反应腔旋转；

向反应腔内发射射频波，激发所述加工气体形成等离子体来处理所述物料表面。

在其中一个实施例中，所述加工气体为惰性气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述惰性气体形成等离子体来轰击刻蚀所述物料表面；或者

所述加工气体为反应气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述反应气体形成等离子体来与所述物料表面发生化学反应；或者

所述加工气体为掺杂气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述掺杂气体形成等离子体来在所述物料表面掺杂元素；

所述加工气体为包覆气体，向所述反应腔内发射射频波，物料激发所述包覆气体形成的等离子体物料沉积包覆于所述物料表面。

附图说明

图1为本发明一实施例中等离子体反应设备的结构示意图。

100、等离子体反应设备；10、工作台；20、反应仓；21、反应腔；22、反应段；24、安装段；30、搅拌件；40、真空模组；42、真空泵；44、真空计；46、控制阀；50、送气模块；60、射频模组；62、射频电源；64、射频线圈；66、辐射屏蔽罩；70、驱动件；80、冷却系统；90、控制系统。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

正如背景技术所述，等离子体是材料改性合成的有效手段。例如，等离子体中的高能粒子在与材料表面相互作用时，能够有效的进行刻蚀、掺杂等系列的改性，同时，由于等离子体通常具有较好的还原性，其也可以被用于各种金属材料的合成、还原等。而传统的材料合成和改性的方法主要是化学和高温煅烧的方法，无论是化学法还是高温煅烧的方法进行材料改性或合成的时候，通常都面临着工艺复杂、能耗高、需要保护气以及大量的溶剂处理污染严重等问题，这些常用的方法会明显增加材料改性和合成的成本。对于化学法，通常需要利用大量的含有反应物质的溶液对材料进行处理，再通过一些列的清洗，干燥等过程，这个过程会消耗大量的溶剂反应、清洗会产生大量的污染，同时在处理反应和干燥的过程也需要繁琐的过程和大量的能量。对于高温煅烧法，通常是利用各种反应炉将材料加热到很高的温度，同时需要各种惰性气体或者反应气对材料进行处理，产生很多的尾气污染并消耗大量的能量。

请参阅附图1，本发明一实施例中，提供一种等离子体反应设备100，应用等离子体来处理物料表面。等离子体通过将气体电离，产生一系列的高能量粒子，高能粒子能够有效地与物料发生相互作用，能够快速地处理物料表面，改变物料表面性能，具有处理时间短、均匀、可控、耗能低、污染少、工艺简单等特点。

等离子体反应设备100包括工作台10、反应仓20、真空模组40、送气模块50、射频模组60及驱动件70，反应仓20可转动地装配于工作台10，且具有反应腔21，可以在反应腔21内放置需要处理的物料，例如粉体物料。真空模组40对反应腔21抽真空，在反应腔21内形成真空环境；送气模块50向反应腔21输送气体，射频模组60围设于反应仓20外周，向反应腔21发射射频波，使反应腔21内送入的气体发生电离形成等离子体来处理放置在反应仓20内的物料，以改变物料表面的性能；并且，射频模组60直接围绕于反应仓20外周，此区域等离子体激发强度最强，提高等离子反应设备100的处理强度。同时，驱动件70对反应仓20提供旋转驱动力，反应仓20在驱动件70的驱动下相对工作台10转动，以使粉末状物料可以在反应仓20内翻转同时与射频电离后的等离子体充分接触，可以对粉末状物料均匀地进行表面处理，提高处理效果。

一些实施例中，等离子体反应设备100还包括搅拌件30，搅拌件30凸出设置于反应腔21内，在驱动件70的作用下反应仓20和内部的搅拌件30同步旋转，搅拌件30相对反应仓20凸出可以打散反应仓20内翻转的粉末物料，进一步搅拌混合粉末物料，使粉末物料可以更加均匀地与等离子体接触，以更加均匀地处理粉末物料。

可选地，搅拌件30包括至少一个挡片，挡片凸出设置于反应腔21内。具体到本实施例中，搅拌件30包括多个挡片，每个挡片沿与反应仓20旋转轴线平行的方向延伸，且多个挡片在反应腔21的内壁上均匀间隔布设，以从反应腔21的各个方向上打散旋转的粉末物料，以利用等离子体均匀地处理粉末物料。

反应仓20包括反应段22和安装段24，反应段22和安装段24沿反应仓20的旋转轴线所在的第一方向分布，且安装段24支撑于工作台10上，以将反应仓20装配在工作台10上。可选地，工作台10上设置有支架，反应仓20的安装段24可转动地支撑于支架上。反应段22与安装段24连接，且反应段22内用于容置待处理物料。反应段22在迟滞第一方向横截面内的截面积，大于安装段24在垂直第一方向横截面内的截面积，如此反应段22内的容置空间体积较大，可以容置较多的待处理物料。具体到本实施例中，安装段24和反应段22均为圆筒状，反应段22的直径与安装段24的直径之比大于等于四，增加反应腔21室的体积，增加物料的处理量。可以理解地，反应段22的容积可以根据实际需求进行设计，在此不做限定。

一些实施例中，反应仓20可拆卸地装配于工作台10上，如此可以根据处理需求，选择不同容积的反应仓20更换到等离子体反应设备100上，以适用于处理不同体积的物料，提高等离子体反应设备100的通用性。可选地，反应仓20可以设置为较大容积，以处理大批量物料。同时，驱动件70带动反应仓20高速旋转，以提高处理物料的均匀性。

真空模组40包括真空泵42和真空计44，真空泵42与反应腔21可选择地通断，用于对反应腔21抽真空，为反应腔21创造真空环境，以在反应腔21内形成等离子体。真空计44于反应腔21连通，用于检测反应腔21内的压力，根据真空计44的检测，可以将反应腔21内的压力调节至目标值，可创造合适的真空环境。

进一步地，真空模组40还包括控制阀46，控制阀46连接于真空泵42与反应仓20之间，连通或断开真空泵42与反应腔21，当需要对反应腔21抽气时打开控制阀46，使真空泵42连通反应腔21，当不需要对反应腔21抽气时，关闭控制阀46，使反应腔21保持当前压力状态即可。

送气模块50包括送气装置、流量计及旋转进气阀，送气装置与反应仓20通过送气管路连通，用于向反应仓20内输送气体，流量计设置于送气管路上用于检测送气体量，旋转进气阀设于送气管路末端并与反应仓20配接，旋转进气阀向反应仓20内送气的同时，密封反应仓20与送气管路之间的间隙，且允许反应仓20转动，如此实现旋转送气。其中，送气装置包括多条进气通道，通过多条进气通道可输送及混合多种不同的气体。在实际应用中根据需求切换多条进气通道，以向反应仓20输送需要的气体类型。

射频模组60包括射频电源62和射频线圈64，射频线圈64绕设于反应仓20外周，射频电源62设置于工作台10并与射频线圈64电连接，当射频线圈64通过射频电源62通电时，可向反应腔21中发射射频波，使充入的气体经高能激发电离后形成等离子体，通过等离子体对物料表面产生作用，达到改变物料表面性能的效果。可选地，射频线圈64为铜管线圈。

进一步地，射频模组60还包括辐射屏蔽罩66，辐射屏蔽罩66套设于射频线圈64背向反应仓20的外周，屏蔽射频线圈64发射的射频波向外部辐射。同时，辐射屏蔽罩66套设于反应仓20外，防止辐射屏蔽罩66外部受到反应仓20真空爆炸时的冲击，避免反应仓20由于真空爆炸产生的危险。并且，辐射屏蔽罩66上可开设透明窗口，用于观察反应仓20内的反应过程。

反应仓20在驱动件70的驱动下旋转，驱动件70为可输出旋转运动的磁流体密封件，通过磁流体密封件驱动反应仓20旋转，同时利用磁流体密封件密封反应仓20，保证旋转过程中反应腔21的密封性能。

等离子体反应设备100还包括冷却系统80，冷却系统80与射频模组60之间冷却换热，以带走射频模组60工作时产生的热量，保证射频模组60正常工作。具体地，冷却系统80与射频线圈64之间冷却换热，主要对发热量较大的射频线圈64进行冷却。

等离子体反应设备100还包括控制系统90，控制系统90包括控制器及控制面板，控制器与真空模块40、送气模块50、射频模块60、驱动件70、冷却系统80及控制面板通信连接，控制器用于接收真空模块40、送气模块50、射频模块60、驱动件70及冷却系统80的实时参数，并可在控制面板上显示各个模块的运行参数。同时，操作者可在控制面板上输入各个模块的目标参数，控制器接收到目标指令后，控制相应模块调节运行参数至目标参数，实现对各个模块的自动化控制。

其中，控制器开启各个模块的顺序为：真空模块40、送气模块50、驱动件70、冷却系统80、射频模块60；结束反应后，控制器关闭各个模块的顺序为：射频模块60，驱动件70、送气模块50(向反应腔21内通气到大气压值时停止进气)、冷却系统80。

上述等离子体反应设备100在进行物料处理时，先将待处理的物料放置于反应仓20内，然后对反应仓20通过真空泵42抽真空后，向反应仓20内送入气体，完成准备工作。然后，打开射频电源62，使射频线圈64通电后对反应仓20内的气体传递射频波，气体在真空环境中经高能激发电离后形成等离子体，等离子体对物料表面进行加工作用，来改变物料表明的性能，进而得到加工后的物料；最后，通过真空泵42将反应仓20内剩余的气体抽出，便可打开反应仓20取出处理后的物料，完成物料加工。

基于同样的发明构思，本发明一实施例中，还提供一种物料处理方法，包括以下步骤：

步骤S100，将待处理的物料放置于反应腔21内，并对反应腔21抽真空。具体地，将待处理物料放置于等离子反应设备的反应仓20内，然后打开等离子体反应设备100中的真空泵42，对反应仓20内部的反应腔21抽真空，使反应腔21内的压力降低到300帕以下。

步骤S300，向反应腔21内通入加工气体，然后使反应腔21旋转。具体地，打开等离子体反应设备100中的送气模块50，向反应腔21内输送加工气体。然后，使等离子体反应设备100中的驱动件70工作，带动反应仓20旋转，进而使反应腔21内的粉末物料搅拌均匀。

步骤S500，向反应腔21内发射射频波，激发加工气体形成等离子体来处理物料表面。具体地，等离子体反应设备100中的射频模组60发射射频波至反应仓20的反应腔21内，将反应腔21内的气体激发形成等离子体，并与被翻转的物料均匀接触，以均匀处理粉末物料。

可选地，在物料加工过程中，不同时段可向反应腔21中加入不同的气体，以激发形成不同的等离子体对物料表面进行处理，以进行不同的刻蚀、掺杂及化学反应处理，每种气体的处理时长可为1min-2h，也可以对其中任意工序重复进行，根据实际需求进行调整即可。

在一些实施例中，加工气体为惰性气体，可对物料表面进行轰击刻蚀处理。即，向反应腔21内发射射频波，激发反应气体形成等离子体来轰击刻蚀物料表面，增大物料表面的粗糙度，进而改变物料的性能。

具体地，将需要处理的物料放于等离子体反应设备100的反应仓20中，利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气模块50将惰性气体(氩气、氦气等)引入到反应腔21中，流量为10SCCM；控制反应仓20旋转速度在0-200rpm，保证物料搅拌均匀；打开射频电源62，激发等离子体对物料进行刻蚀，单次刻蚀时长根据待加工物料的状态可设置为1min-2h，同时单次刻蚀工序可重复，最后结束加工，取出被刻蚀后的物料。

例如，二硫化钼作为一种高性能的电催化材料和晶体管材料，通过在其表面刻蚀构建缺陷能够有效的改变其物理化学性质，提升其性能。将二硫化钼粉体材料装入等离子体反应设备100的反应腔21中，将反应腔21内部抽真空至10Pa，通入10SCCM流量的氩气，开动旋转转速设置为20r/min，打开冷却系统80对射频线圈64进行冷却。最后，开启射频模组60，功率设置为800W，反应时间设置为10min，最终取下反应仓20，倒出反应产物，既得等离子体刻蚀后的二硫化钼(富缺陷的二硫化钼，表面粗糙度增加，缺陷增多，在电化学析氢反应方面有较多的应用)。

在另一些实施例中，加工气体为反应气体，向反应腔21内发射射频波，激发反应气体形成等离子体来与物料表面发生化学反应。即，反应气体被电离形成的等离子体，可与物料表面发生化学反应，进而改变物料表面的元素含量及性能。

具体地，将吸附有金属盐的物料放于等离子体反应设备100的反应仓20中；利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气模块50，将反应气体(单原子为氨气，金属颗粒和氧化物为氩气)引入到反应器腔体中；控制反应仓20旋转速度，保证物料搅拌均匀；打开射频模组60，激发等离子体对物料进行处理，单次反应时间随样品状态可为1min-2h(次数可重复)，结束取出物料，即可得到对应所需要的单原子、金属颗粒或氧化物。

例如，提供一种增强物料表面亲水性的方法：将需要处理的物料放于等离子体反应设备100的反应仓20中；利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气模块50，将氧气引入到反应器腔体中；控制反应仓20的旋转速度，保证物料搅拌均匀；打开射频电源62，激发等离子体对物料进行亲水性处理反应，单次反应时长可为1min-2h(次数可重复)，使物料表面形成含氧官能团，结束后取出物料，便可得到亲水性较好的物料。

又例如，提供一种增强物料表面疏水性的方法：将需要处理的物料放于等离子体反应设备100的反应仓20中；利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气模块50，将四氟化碳气体引入到反应器腔体中；控制反应仓20的旋转速度，保证物料搅拌均匀；打开射频电源62，激发等离子体对物料进行疏水水性处理反应，单次反应时长可为1min-2h(次数可重复)，使物料表面形成含氟官能团，结束后取出物料，便可得到疏水性较好的物料。

又例如，提供一种金属纳米颗粒负载材料的合成方法。碳材料负载的铂纳米颗粒材料在燃料电池和各种催化反应中拥有广泛的应用，常见的合成方法主要是采用化学法和高温煅烧法，但是存在着耗能高、污染大和工艺繁杂的缺点。本实施例中为了有效题解决上述问题，将吸附有铂盐(氯铂酸)的石墨烯体材料装入等离子体反应设备100的反应仓20中，将反应仓20内部抽真空至10Pa，通入10SCCM流量的氩气，反应仓20的旋转转速设置为20r/min，打开冷却系统80对射频线圈64进行冷却。最后，开启射频模组60，功率设置为800W，反应时间设置为5min，便可得到石墨烯负载的铂纳米颗粒材料。

又例如，提供一种金属单原子负载材料的合成方法。金属单原子在各种催化反应中拥有广泛的应用，常见的合成方法主要是采用化学法和高温煅烧法，但是存在着耗能高、污染大和工艺繁杂的缺点。本实施例中为了有效题解决上述问题，将吸附有铁盐(氯化铁，质量比占总质量的3％)石墨烯体材料装入等离子体反应设备100的反应仓20中，将反应仓20内部抽真空至10Pa，通入10SCCM流量的氨气(氨气提供氮掺杂位点锚定单原子)，反应仓20转速设置为20r/min，打开冷却系统80对射频线圈64进行冷却。最后，开启射频模组60，功率设置为800W，反应时间设置为5min，得到石墨烯负载的铁单原子材料。

在另一些实施例中，加工气体为掺杂气体，向反应腔21内发射射频波，激发掺杂气体形成等离子体来在物料表面掺杂元素。

具体地，将需要处理的物料放于等离子体反应设备100的反应腔21中；利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气模块50，将反应气体引入到反应腔21中；控制反应仓20旋转速度，保证物料搅拌均匀；打开射频电源62，激发等离子体对物料进行掺杂，单次反应时间随样品状态可为1min-2h(次数可重复)，结束取出物料。

例如，石墨烯作为一种高性能的电催化材料和晶体管材料，通过在其表面掺杂，尤其是氮掺杂之后能够有效的改变其物理化学性质，提升其性能。本实施例中，将石墨烯体材料装入等离子体反应设备100的反应腔21中，将反应腔21中真空抽至10Pa，反应仓20旋转转速设置为20r/min，向反应仓20中通入10SCCM流量的氨气，打开循环冷却水对射频线圈64进行冷却。最后，开启射频模组60，功率设置为800W，反应时间设置为5min，石墨烯主要成分是碳，有氮气等离子体刻蚀之后就会引入氮元素，最终便可得到氮掺杂石墨烯。

在另一些实施例中，加工气体为包覆气体，向反应腔21内发射射频波，激发包覆气体形成的等离子体物料沉积物料包覆于所述物料表面。

具体地，将需要处理的物料放于等离子体反应器中；利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气装置将甲烷气体引入到反应腔21中；控制反应仓20旋转速度，保证物料搅拌均匀；打开射频模组60，激发等离子体对物料进行处理，单次反应时间随样品状态可为1min-2h(次数可重复)，实现物料表面的碳包覆处理。

例如，包覆碳合成制备复合材料是提高LiFePO₄材料电导率和LiFePO₄颗粒与集电极之间的电导率的有效方法，同时碳包覆能够有效提升材料的倍率性能。本具体实施例中，提供一种高效的碳包覆方法，利用等离子体对电极材料进行碳包覆，并且包覆碳具有不定型和多孔的特点。首先，将LiFePO₄(锂电常用电极材料)材料装入等离子体反应设备100的反应腔21中，将反应腔21中真空抽至10Pa，反应仓20旋转转速设置为20r/min，通入10SCCM流量的甲烷(甲烷等离子体会在物体表面沉积碳)，打开冷却系统80对射频线圈64进行冷却。然后，开启射频模组60，功率设置为1000W，反应时间设置为30min，最终便可得到碳包覆的LiFePO₄电极材料。

又例如，提供一种物料表面包覆金属化合物的方法：将需要处理的物料放于等离子体反应设备100的反应仓20中；利用真空泵42将反应腔21内气体压力降低到300帕以下，并利用送气模块50，将金属源气体气体引入到反应器腔体中；控制反应仓20的旋转速度，保证物料搅拌均匀；打开射频电源62，激发等离子体对物料进行金属化合物包覆处理反应，单次反应时长可为1min-2h(次数可重复)，使物料表层被金属化合物包覆，结束后取出物料，便可得到金属化合物包覆的材料。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种等离子体反应设备，其特征在于，包括：

工作台；

反应仓，可转动地装配于所述工作台，且具有反应腔；

真空模组，对所述反应腔抽真空；

送气模块，向所述反应腔输送气体；

射频模组，围设于所述反应仓外周，向所述反应腔发射射频波；以及

驱动件，对所述反应仓提供旋转驱动力，所述反应仓在所述驱动件的驱动下相对所述工作台转动。

2.根据权利要求1所述的等离子体反应设备，其特征在于，还包括搅拌件，所述搅拌件凸出设置于所述反应腔内。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述反应仓包括反应段和安装段，所述反应段和所述安装段沿所述反应仓的旋转轴线所在的第一方向分布，且所述安装段支撑于所述工作台上；

其中，所述反应段在垂直所述第一方向横截面内的截面积，大于所述安装端在垂直所述第一方向横截面内的截面积。

4.根据权利要求1所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述射频模组包括射频电源、射频线圈所述射频线圈绕设于所述反应仓外周，所述射频电源设于所述工作台并与所述射频线圈电连接。

5.根据权利要求4所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述射频模组还包括辐射屏蔽罩，所述辐射屏蔽罩套设于所述射频线圈背向所述反应仓的外周。

6.根据权利要求1或2所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述真空模组包括真空泵和真空计，所述真空泵与所述反应腔可选择地通断，用于对所述反应腔抽真空，所述真空计与所述反应腔连通，用于检测所述反应腔内的压力。

7.根据权利要求1或2所述的等离子体反应设备，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统与所述射频模组之间冷却换热。

8.根据权利要求1或2所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述驱动件为可输出旋转运动的磁流体密封件。

9.一种物料处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待处理的物料放置于反应腔内，并对所述反应腔抽真空；

向所述反应腔内通入加工气体，并使反应腔旋转；

向反应腔内发射射频波，激发所述加工气体形成等离子体来处理所述物料表面。

10.一种物料处理方法，其特征在于，所述加工气体为惰性气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述惰性气体形成等离子体来轰击刻蚀所述物料表面；或者

所述加工气体为反应气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述反应气体形成等离子体来与所述物料表面发生化学反应；或者

所述加工气体为掺杂气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述掺杂气体形成等离子体来在所述物料表面掺杂元素；

所述加工气体为包覆气体，向所述反应腔内发射射频波，物料激发所述包覆气体形成的等离子体物料沉积包覆于所述物料表面。

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