CN208258158U - 一种体放电等离子体发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于等离子体产生和低温等离子体技术领域，具体涉及一种体放电等离子体发生装置。本装置包括电源、上格栅电极组和下栅格电极组，所述格栅式电极组由多个平行、共面排布的单个格栅电极构成，上格栅电极组和下格栅电极组分别接入电源的两个极，两个格栅式电极可裸露相对，或其中一个埋藏在介质层下一定深度，或者两者都埋藏在介质层下一定深度。本装置降低放电电压；低电场处更有助于气体放电维持和降低无效功率；改变电极结构的电容量，更有利于电路的电容匹配。相比于普通电极结构，本实用新型放电电压低、放电效率高、电容可调节有利于电路匹配和等离子体分布均匀。
Description
技术领域
本实用新型属于等离子体产生和低温等离子体技术领域，具体涉及一种体放电等离子体发生装置。
背景技术
等离子体技术是现代科学技术的基础之一，广泛地应用到材料、光源、能源等领域。低温等离子体技术是是等离子体技术的重要分支，广泛地应用到材料制备、材料表面改性、薄膜沉积和等离子体光源，以及等离子体刻蚀等领域。在低温等离子体应用中，等离子体发生装置是等离子体应用过程中的重要部件，涉及到能源利用效率和等离子体的应用水平等多方面问题。等离子体的产生与等离子体发生装置有很大关系，等离子体发生装置是等离子体应用的重要部件，好的等离子体发生设备可以有效地提高放电效率、降低无效功耗和产生更均匀的等离子体，更有利于等离子体的应用，提高等离子体处理加工性能。
一般来说，等离子体发生装置电极设计中采用电感型和电容型电极结构，具体应用时依据具体的应用需要和电源性质来进行选择，电容型电极结构以其结构相对简单、电场分布均匀等优点，在材料表面改性、等离子体光源等领域应用广泛。在直流放电、低频放电和高频放电中，平板型电容式电极结构占主要地位。这种电极具有放电结构简单、易于加工与设计和有利于具体的等离子体应用等特点。平板型电极结构通常采用简单加工方式，加工成圆柱形或其他形状。但是这种普通的电极结构中，加工精度上产生极小差异会导致电场的分布不均匀，进而产生局部较强的放电通道，这种放电通道产生后会进一步放大电场的不均匀性所产生的等离子体分布不均匀。同时，电极结构固定时会使器件的电容固定，电路匹配方面难于进行调节，导致等离子体发生装置的放电着火电压高，放电效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中采用圆柱形平板电极的电容式等离子体发生装置中，装置放电着火电压高，放电效率低的问题，提供一种体放电等离子体发生装置。
本实用新型的技术方案如下：
一种体放电等离子体发生装置，包括电源、上格栅电极组和下栅格电极组，所述格栅式电极组由多个平行、共面排布的单个格栅电极构成，上格栅电极组和下格栅电极组分别接入电源的两个极，两个格栅式电极可裸露相对，或其中一个埋藏在介质层下一定深度，或者两者都埋藏在介质层下一定深度。
一种体放电等离子体发生装置，单个格栅电极为长为100mm的长方体，长方体横截面为边长为1mm的正方形，每个单个栅格单电极之间的间距为10mm。
一种体放电等离子体发生装置，单个格栅电极可以为附有长方体条形突起的长方体条形结构，突起高为0.5mm，宽为1mm，厚度与长方体条形结构厚度相同，为1mm。
一种体放电等离子体发生装置，所述上格栅电极组和下格栅电极组中的单电极相互垂直，且上格栅电极和下格栅电极的间隔较小，一般为小于10mm。
一种体放电等离子体发生装置，所述上格栅电极组和下格栅电机组的材料为石墨、金属、合金。
一种体放电等离子体发生装置，所述上格栅式电极组和下格栅式电极组上的单个格栅电极相互垂直，且突起分布于两个交叉点的中央位置。
本实用新型的有益效果在于：
为了克服传统简单加强的平行板体放电电容型电极结构所产生的等离子体分布不均匀，放电装置的电容固定、不易于调节而导致的着火电压高、放电效率低等问题，本实用新型设计了一种体放电等离子体装置，通过具有格栅式电极结构的一种体放电等离子体发生装置，改善了上述问题，得到较好效果。
由于本实用新型中均匀分布的格栅电极结构而产生一种宏观上均匀、微观上不均匀的电场分布：高电场处更易产生气体放电，从而降低放电电压；低电场处更有助于气体放电维持和降低无效功率。格栅式电极结构有助于改变电极结构的电容量，更有利于电路的电容匹配问题。同时，宏观上均匀分布的格栅式电极结构使等离子体更易达到均匀分布。
因而，相对于普通平板型电极结构的等离子体发生装置，本实用新型的一种体放电等离子体发生器具有：放电电压低、放电效率高、电容可调节有利于电路匹配和等离子体分布均匀。
附图说明
图1为本实用新型的一种体放电等离子体发生装置的格栅电极及连线部分的结构示意图；
图2为本实用新型的一种体放电等离子体发生装置的格栅电极部分俯视示意图
图3为本实用新型的一种体放电等离子体发生装置的单个格栅电极的结构示意图；
图4为本实用新型的一种体放电等离子体发生装置的带有突起的格栅电极及连线部分的结构示意图；
图5为本实用新型的一种体放电等离子体发生装置的带有突起的格栅电极部分俯视示意图
图6为本实用新型的一种体放电等离子体发生装置的带有突起的单个格栅电极的结构示意图；
图中：1为上格栅电极组；2为下格栅电极组；3为单个格栅电极；7为突起。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型的一种体放电等离子体发生装置，包括电源、上格栅电极组1和下栅格电极组2构成，所述格栅式电极组由多个平行、共面排布的单个格栅电极3构成，单个格栅电极3为长为100mm的长方体，长方体横截面为边长为1mm的正方形，每个单个栅格单电极3之间的间距为10mm。
如图1所示，使用状态下，所述的上格栅电极组1和下格栅电极组2分别接入电源的两个极，两个格栅式电极可裸露相对，或其中一个埋藏在介质层下一定深度，或者两者都埋藏在介质层下一定深度。通电状态下，在所述的两个格栅式电极组和之间，在电源作用下产生体放电而生成分布均匀的等离子体。
上格栅电极组1和下格栅电机组2的材料为石墨、金属或合金。
如图1和图2所示，所述上格栅电极组1和下格栅电极组2中的单电极3相互垂直，且上格栅电极和下格栅电极的间隔较小，一般为小于10mm。
如图3所示，所述两个格栅式电极组中的单个电极截面为方形的长方体。
在另一种实施例中，如图4所示，单个格栅电极3可以为附有长方体条形突起7的长方体条形结构，突起高为0.5mm，宽为1mm，厚度与长方体条形结构厚度相同，为1mm。如图5所示，上格栅式电极组1和下格栅式电极组2上的单个格栅电极3相互垂直，且突起7分布于两个交叉点的中央位置。如图6所示，格栅式电极组上的单个格栅电极3上附有长方体突起7。
所述一种体放电等离子体发生装置产生等离子体方法，其特征在于包括以下步骤：
将所述两个格栅式电极裸露、或者其中之一或两者都埋藏于介质层一定深度，两个电极间隔小于10mm，分别连接至电源的两个极。在电源的作用下，两个格栅式电极间将产生体放电，形成均匀等离子体。一种体放电等离子体发生装置，可以在低气压、高气压或大气压下产生均匀等离子体，放电电压相对较低且放电效率提高，等离子体分布均匀，可以用于材料表面改性、薄膜沉积、光源或其他应用。
所述用于格栅式等离子体发生装置，可以在低气压、高气压或大气压下产生均匀等离子体，放电电压相对较低且放电效率提高，等离子体分布均匀，可以用于材料表面改性、薄膜沉积、光源或其他应用。
Claims (6)
1.一种体放电等离子体发生装置，包括电源、上格栅电极组和下栅格电极组，其特征在于：所述格栅式电极组由多个平行、共面排布的单个格栅电极构成，上格栅电极组和下格栅电极组分别接入电源的两个极，两个格栅式电极可裸露相对，或其中一个埋藏在介质层下一定深度，或者两者都埋藏在介质层下一定深度。
2.如权利要求1所述的一种体放电等离子体发生装置，其特征在于：单个格栅电极为长为100mm的长方体，长方体横截面为边长为1mm的正方形，每个单个栅格单电极之间的间距为10mm。
3.如权利要求1所述的一种体放电等离子体发生装置，其特征在于：单个格栅电极可以为附有长方体条形突起的长方体条形结构，突起高为0.5mm，宽为1mm，厚度与长方体条形结构厚度相同，为1mm。
4.如权利要求1所述的一种体放电等离子体发生装置，其特征在于：所述上格栅电极组和下格栅电极组中的单电极相互垂直，且上格栅电极和下格栅电极的间隔较小，一般为小于10mm。
5.如权利要求2或3所述的一种体放电等离子体发生装置，其特征在于：所述上格栅电极组和下格栅电机组的材料为石墨、金属或合金。
6.如权利要求3所述的一种体放电等离子体发生装置，其特征在于：所述上格栅式电极组和下格栅式电极组上的单个格栅电极相互垂直，且突起分布于两个交叉点的中央位置。
Priority Applications (1)
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| CN201721539369.5U CN208258158U (zh) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | 一种体放电等离子体发生装置 |
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ID=64619608
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| CN201721539369.5U Active CN208258158U (zh) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | 一种体放电等离子体发生装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109803476A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 核工业西南物理研究院 | 一种体放电等离子体发生装置 |
| CN111417247A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-07-14 | 西安交通大学 | 可接触智能化等离子沿面放电装置 |
| CN111629506A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-04 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种大面积空间均匀等离子体发生器及发生方法 |
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| CN111417247A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-07-14 | 西安交通大学 | 可接触智能化等离子沿面放电装置 |
| CN111629506A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-04 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种大面积空间均匀等离子体发生器及发生方法 |
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