一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于等離子體產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體的時(shí)變控制對于隱身、天線等方面具有很廣泛的應(yīng)用價(jià)值，而小尺度、高密度等離子體的產(chǎn)生技術(shù)是時(shí)變控制等離子體的關(guān)鍵核心，具有廣泛的軍事和民用價(jià)值。
[0003]現(xiàn)有等離子體產(chǎn)生技術(shù)包括直流放電、射頻容性放電、射頻感應(yīng)放電、微波放電、微波ECR放電、螺旋波放電、表面波放電等，這些方法一般針對工業(yè)用途，如等離子體表面處理、鍍膜、半導(dǎo)體工藝等，針對時(shí)變控制應(yīng)用，普遍存在放電源尺寸較大、放電效率較低、等離子體分布不均勻等問題，難以應(yīng)用到小空間區(qū)域等離子體的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中，放電源尺寸較大、放電效率較低、等離子體分布不均勻，且難以應(yīng)用于小空間等離子產(chǎn)生的缺點(diǎn)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0006]本發(fā)明一種用于時(shí)變控制的等離子體產(chǎn)生裝置，該裝置包括容器，電極和磁體，電極置于容器內(nèi)，與外部電源連接，磁體對稱布置在容器內(nèi)，容器內(nèi)充入放電氣體。
[0007]所述的容器是由不含鹵族元素的非金屬材料制成的空腔結(jié)構(gòu)，為規(guī)則形狀的立方體或圓柱體，容器的特征長度大于2_。
[0008]所述的容器的形狀為圓柱體空腔結(jié)構(gòu)，其半徑為5mm，高度為10mm，壁厚為2mm。
[0009]所述的電極的數(shù)量大于等于2個(gè)，當(dāng)電極在容器底面水平平行放置時(shí)，電極之間間距在容器底面特征尺寸的1/5-2/3之間；當(dāng)電極垂直于底面平行放置時(shí)，電極的高度應(yīng)小于容器特征高度尺寸的1/2。
[0010]所述的電極在容器的底面水平平行布置2個(gè)，電極之間的間距為3mm。
[0011]磁體為電磁體或永磁體，磁體在容器內(nèi)對稱布置。
[0012]所述的放電氣體為易電離的氣體，放電氣體被電離后，在容器內(nèi)的電子密度大于等于 110Cm 3；
[0013]所述的放電氣體是惰性氣體單質(zhì)、惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽組合、惰性氣體單質(zhì)與堿金屬蒸汽的組合、惰性氣體之間的組合或空氣，當(dāng)放電氣體為惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽或堿金屬蒸汽的組合時(shí)，惰性氣體的重量百分比不低于80%。
[0014]所述的放電氣體惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽組合包括重量百分比99 %的Ar和重量百分比1%的Hg蒸汽。
[0015]所述的外部電源是直流電源激勵(lì)或低頻電源激勵(lì)，直流電源電壓應(yīng)不小于50V，低頻電源激勵(lì)的頻率范圍為0.1kHz-1MHz0
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0017]本發(fā)明可以應(yīng)用于小尺度空間，能產(chǎn)生穩(wěn)定、分布均勻和高密度的等離子體，放電效率更高。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置示意圖；
[0019]圖中:1-容器，2-電極，3-磁體。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0021]如附圖1所示，本發(fā)明一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，該裝置包括容器1，電極2和磁體3，電極2置于容器I內(nèi)，與外部電源連接，磁體3布置在容器I內(nèi)，容器I內(nèi)充入放電氣體。
[0022]容器I由不含鹵族元素的非金屬材料制成的空腔結(jié)構(gòu)，容器I應(yīng)當(dāng)在內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)具有良好的氣密性，容器I的形狀依據(jù)具體應(yīng)用情況確定，最好為立方體、圓柱體等規(guī)則形狀，容器I的特征長度應(yīng)大于2_，本實(shí)施例給出的容器I的形狀為圓柱體空腔結(jié)構(gòu)，其半徑為5mm，高度為10mm，壁厚為2mm。
[0023]置于容器I內(nèi)電極2的數(shù)量應(yīng)至少有2個(gè)，電極2之間不能相互接觸，電極2之間最好平行布置，以達(dá)到最好的放電效果；電極2可在容器I底面水平平行放置，當(dāng)電極2水平平行放置時(shí)，電極2之間間距最好在容器I底面特征尺寸的1/5-2/3之間；電極2也可垂直于底面放置，當(dāng)電極2垂直底面放置時(shí)，電極2的高度應(yīng)小于容器2特征高度尺寸的1/2。本實(shí)施例給出的電極2的放置方式為在容器I底面水平平行布置2個(gè)電極，電極2之間的間距為3mm。
[0024]布置于容器I內(nèi)的磁體3可以是電磁體或永磁體，磁體3在容器I內(nèi)對稱布置，用于在容器I內(nèi)形成磁場方向固定的穩(wěn)定磁場；本實(shí)施例給出的磁體3采用永磁體，在容器I底面環(huán)形布置，用于在容器I空腔內(nèi)形成沿高度方向分布的穩(wěn)定磁場。
[0025]放電氣體應(yīng)當(dāng)是易電離的氣體，并且被電離后，在容器I內(nèi)的電子密度應(yīng)不小于1wCm3;放電氣體可以是惰性氣體單質(zhì)、惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽組合、惰性氣體單質(zhì)與堿金屬蒸汽的組合、惰性氣體之間的組合或空氣等，當(dāng)放電氣體為惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽或堿金屬蒸汽的組合時(shí)，惰性氣體的重量百分比應(yīng)不低于80%。本實(shí)施例給出的放電氣體為惰性氣體單質(zhì)與堿金屬蒸汽的組合，組分包括99% (重量百分比)的Ar和1% (重量百分比)的Hg蒸汽。
[0026]外部電源可以是直流電源激勵(lì)或低頻電源激勵(lì)，當(dāng)外部電源是直流電源激勵(lì)時(shí)，直流電源電壓應(yīng)不小于50V，當(dāng)外部電源為低頻電源激勵(lì)時(shí)，電源頻率范圍為
0.1kHz-1MHz0本實(shí)施例給出的外部電源為50V直流電源。
[0027]當(dāng)外部電源為電極2供電時(shí)，在電極2之間形成強(qiáng)電場，強(qiáng)電場使放電氣體電離，在容器I內(nèi)形成等離子體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:該裝置包括容器(1)，電極(2)和磁體(3)，電極⑵置于容器⑴內(nèi)，與外部電源連接，磁體(3)對稱布置在容器⑴內(nèi)，容器(I)內(nèi)充入放電氣體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的容器(I)是由不含鹵族元素的非金屬材料制成的空腔結(jié)構(gòu)，為規(guī)則形狀的立方體或圓柱體，容器(I)的特征長度大于2_。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的容器(1)的形狀為圓柱體空腔結(jié)構(gòu)，其半徑為5_，高度為10_，壁厚為2_。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的電極(2)的數(shù)量大于等于2個(gè)，當(dāng)電極⑵在容器⑴底面水平平行放置時(shí)，電極(2)之間間距在容器(I)底面特征尺寸的1/5-2/3之間；當(dāng)電極(2)垂直于底面平行放置時(shí)，電極(2)的高度應(yīng)小于容器(I)特征高度尺寸的1/2。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的電極(2)在容器⑴的底面水平平行布置2個(gè)，電極⑵之間的間距為3mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:磁體(3)為電磁體或永磁體，磁體(3)在容器(I)內(nèi)對稱布置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的放電氣體為易電離的氣體，放電氣體被電離后，在容器(I)內(nèi)的電子密度大于等于1wCm 3。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的放電氣體是惰性氣體單質(zhì)、惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽組合、惰性氣體單質(zhì)與堿金屬蒸汽的組合、惰性氣體之間的組合或空氣，當(dāng)放電氣體為惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽或堿金屬蒸汽的組合時(shí)，惰性氣體的重量百分比不低于80%。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的放電氣體惰性氣體單質(zhì)與Hg蒸汽組合包括重量百分比99%的Ar和重量百分比I %的Hg蒸汽。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的外部電源是直流電源激勵(lì)或低頻電源激勵(lì)，直流電源電壓應(yīng)不小于50V，低頻電源激勵(lì)的頻率范圍為 0.1kHz-1MHz。
【專利摘要】本發(fā)明屬于等離子體產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于小空間的等離子體產(chǎn)生裝置，該裝置包括容器，電極和磁體，容器是由不含鹵族元素的非金屬材料制成的空腔結(jié)構(gòu)，電極置于容器內(nèi)，與外部電源連接，磁體對稱布置在容器內(nèi)，容器內(nèi)充入放電氣體。當(dāng)外部電源為電極供電時(shí)，在電極之間形成強(qiáng)電場，強(qiáng)電場使放電氣體電離，在容器內(nèi)形成等離子體；本發(fā)明可以應(yīng)用于小尺度空間，能產(chǎn)生穩(wěn)定、分布均勻和高密度的等離子體，放電效率更高。
【IPC分類】H05H1/24
【公開號】CN105636329
【申請?zhí)枴緾N201410601089
【發(fā)明人】張生俊, 劉佳琪, 孟剛, 劉鑫, 王明亮, 王偉東, 李亞男, 鄔潤輝, 艾夏, 梁偉, 王同權(quán), 劉生東, 張陸萍
【申請人】北京航天長征飛行器研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月30日