CN206438178U - 一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构，包括：真空室(6)，进气管(7)，阴极(8)，阳极(9)，压缩波纹管(10)和工件(11)组成的直流伸展电弧等离子体放电结构。其特征在于采用压缩波纹管(10)用于连接阳极(9)和真空室(6)底板，使得在保证真空条件的同时，可以上下移动阳极(9)，调节阴阳极间距。该新型结构能够实现在引弧前向上移动阳极(9)，减少阴阳极间距，降低击穿空气放电的门槛电压。在直流电弧等离子体放电实现后，向下移动阳极(9)，增大阴阳极间距，实现大尺寸工件表面的金刚石涂层的制备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电弧等离子体放电的新型结构，更具体地本实用新型为一种解决长距离直流伸展电弧等离子体放电难题的新型结构。
背景技术
在金刚石制备技术中有一种方法是直流伸展电弧化学气相沉积(CVD)技术。该技术是在真空条件下，在阴阳电极之间施加一定的直流电压，击穿空气放电产生等离子体。等离子体将输入的反应气体，如氢气、甲烷等充分离化，在工件表面沉积金刚石涂层。传统直流伸展电弧CVD装置如图1所示，包括真空室1，进气管2，阴极3，阳极4，工件5。通常首先在真空室1内通过抽真空系统实现真空环境，然后从进气管2输入所需工作气体，再在阴极 3和阳极4之间施加引弧电压，击穿空气放电，形成直流伸展电弧等离子体放电。在一定温度和气氛条件下，在工件5表面沉积金刚石涂层。对于这种传统结构，阴阳极之间的距离越长，击穿空气需要的电压就越高。目前，当镀膜所需阴阳极间距L1超过30厘米时，引弧电压就已经高于10000伏。如果继续增加阴阳极之间的距离，引弧电压就要求更高，这大大增加了该技术的应用成本。因此，对大尺寸工件表面金刚石涂层的制备的核心难点就是解决长距离阴阳极放电问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构。与传统直流伸展电弧等离子体放电结构相比，新型结构降低了对引弧电压的要求，能够在较低引弧电压下完成长距离直流伸展电弧等离子体的放电，为该技术在大尺寸工件上沉积金刚石涂层提出了一种有效的解决方案。
本实用新型的设计方案包括：真空室，进气管，阴极，阳极，压缩波纹管，工件等组成的直流伸展电弧化学气相沉积系统。
所述的电化学氧化装置，其特征在于，引弧时可以通过减少压缩波纹管长度L3，向上移动阳极，使得阴阳极间距L2的距离远小于镀膜时阴阳极的间距L1。
所述的电化学氧化装置，其特征在于，直流伸展电弧等离子体形成后，增大压缩波纹管的长度L3，向下移动阳极，使得阴阳极间距L2重新增加大镀膜时所需长度L1，完成大尺寸工件的金刚石涂层的沉积。
本实用新型提供的长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构，能够通过向上移动阳极，减少阴阳极间距，降低对引弧电压的要求，并在形成直流伸展电弧等离子体后，向下移动阳极，保证大尺寸工件沉积金刚石的有效镀膜空间。
附图说明
图1是传统直流伸展电弧等离子体放电结构；
图2是依据本实用新型的实施例1的长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
实施例1：
如图2所示，新型结构包括真空室6，进气口7，阴极8，阳极9，压缩波纹管10，工件11。首先在真空室6内通过抽真空系统实现真空环境，然后从进气管7输入所需工作气体，如氢气、甲烷等。引弧前，先减少压缩波纹管10的长度L3，使得阳极9向上运动，减少阴阳极间距L2至2～10厘米，L2远小于金刚石沉积所需阴阳极间距L1，大大减少了击穿空气放电的难度。再在阴极8和阳极9之间施加引弧电压，击穿空气放电，形成直流伸展电弧等离子体放电。然后，增加压缩波纹管10的长度L3，使得阳极9向下运动，增大L2的长度至金刚石沉积所需长度L1。在一定温度和气氛条件下，在工件11表面沉积金刚石涂层。
本实用新型采用了压缩波纹管结构，使得阳极能够在引弧时向上移动，减少了阴阳极间距，降低了击穿空气放电的难度。在直流伸展电弧等离子体形成后，向下移动阳极增大金刚石涂层沉积的有效空间。这种设计有效的降低了该系统对电源的要求，满足了大尺寸工件沉积金刚石的要求。
Claims (3)
1.一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构，包括：真空室(6)，进气口(7)，阴极(8)，阳极(9)，压缩波纹管(10)，工件(11)组成的金刚石沉积装置，其中进气口(7)，阴极(8)与真空室(6)顶部连接，阳极(9)通过压缩波纹管(10)与真空室(6)底部连接，工件(11)位于真空室(6)内部。
2.权利要求1所述的一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构，其特征在于，引弧时可以通过减少压缩波纹管(10)，下同长度L3，向上移动阳极(9)，使得阴阳极间距L2的距离远小于镀膜时阴阳极的间距L1。
3.权利要求1所述的一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构，其特征在于，直流伸展电弧等离子体形成后，增大压缩波纹管(10)的长度L3，向下移动阳极(9)，使得阴阳极间距L2加大至镀膜时所需长度L1，完成大尺寸工件的金刚石涂层的沉积。
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| CN201621440303.6U CN206438178U (zh) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 一种长距离直流伸展电弧等离子体放电的新型结构 |
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Publications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108277474A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-13 | 北京沅瀚环境科技有限公司 | 一种在管状工件内壁沉积高品质金刚石涂层的方法 |
| CN111676463A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-18 | 河北省激光研究所 | 一种环状工件内壁沉积金刚石涂层的方法 |
| WO2024037090A1 (zh) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 海南摩尔兄弟科技有限公司 | 等离子体发热结构及等离子体雾化装置 |
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2016
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| CN111676463B (zh) * | 2020-06-11 | 2022-06-17 | 河北省激光研究所有限公司 | 一种环状工件内壁沉积金刚石涂层的方法 |
| WO2024037090A1 (zh) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 海南摩尔兄弟科技有限公司 | 等离子体发热结构及等离子体雾化装置 |
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