專利名稱：一種等離子體噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對材料進(jìn)行表面物理化學(xué)處理裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于常壓下干式氣相反應(yīng)、提供高能高密度等離子氣流的噴槍裝置。
背景技術(shù)：
低溫等離子體噴槍是一種將低溫等離子體氣流持續(xù)噴出的設(shè)備，用于材料的表面改性處理。等離子體作為物質(zhì)的第四態(tài)，其中包含大量的電子、離子及自由基等活性粒子， 這些活性粒子碰撞到被處理物體的表面，會發(fā)生相應(yīng)的物理或化學(xué)反應(yīng)，使材料表面的性質(zhì)發(fā)生變化或是賦予新的功能，以達(dá)到其改性處理目的，滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。相比傳統(tǒng)的材料表面處理方法，等離子體處理具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1.等離子體處理材料表面屬于干式工藝，有別于常規(guī)的液相處理方法，不對環(huán)境造成污染，清潔環(huán)保；2. 等離子體反應(yīng)速度較快，處理效率較高，所以能耗相對較小，處理成本較低；3.等離子體處理僅涉及到材料表面，不影響被處理材料本身的性能；4.等離子體處理應(yīng)用場合較為廣泛， 由于其特有的氣相反應(yīng)工藝，低溫等離子體大量應(yīng)用在精密元器件的表面處理領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的等離子體工藝一般必須在負(fù)壓下進(jìn)行，通過向兩個(gè)電極施加高頻電源來激發(fā)出等離子體進(jìn)行材料表面的改性處理。在實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)等離子體飽受真空腔體的制約。并且由于常規(guī)噴槍內(nèi)激發(fā)的各種等離子體粒子對兩個(gè)電極(通常有一個(gè)作為噴口內(nèi)壁)的刻蝕、撞擊作用，易引發(fā)噴口與噴射出的等離子體溫度的攀升，不適合處理某些敏感材料，因而對常規(guī)噴槍處理材料的應(yīng)用范圍造成了不小的限制。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種等離子體噴槍，拓展等離子體噴槍針對某些敏感材料的應(yīng)用范圍，并且同時(shí)降低常規(guī)等離子體噴槍應(yīng)的運(yùn)作條件，優(yōu)化成本。本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)
一種等離子體噴槍，用于氣相反應(yīng)工藝之中，其特征在于所述噴槍為外層陽極套管， 中間層絕緣套管和內(nèi)層陰極套管復(fù)合的三層套接結(jié)構(gòu)，其中所述外層陽極套管接地，所述內(nèi)層陰極套管為空心陰極結(jié)構(gòu)并連接高頻電源，所述噴槍的噴頭空心陰極細(xì)于噴槍槍體的空心陰極。進(jìn)一步地，所述等離子體噴槍為常壓下的氣相加工裝置。本發(fā)明一種等離子體噴槍的應(yīng)用實(shí)施，其突出效果為
較之于常規(guī)等離子體噴槍，本發(fā)明的噴槍結(jié)構(gòu)具有氣相反應(yīng)溫和，更適于處理某些敏感材料，而且突破了噴槍對負(fù)壓及真空腔體的過度依賴，使其能自如地應(yīng)用于普通大氣環(huán)境下，且提高了高能粒子的輸出密度，材料表面改性處理效果較好。以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。


圖1是本發(fā)明等離子體噴槍的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)合了空心陰極與等離子體噴槍結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，既不受限于常規(guī)空心陰極處理材料表面所需的負(fù)壓環(huán)境，又改善了常規(guī)等離子體噴槍的諸多缺點(diǎn)，例如噴口溫度過高， 噴射的高能粒子數(shù)量較少，能量較弱等。故本發(fā)明的噴槍結(jié)構(gòu)具有大氣環(huán)境下進(jìn)行材料的等離子體表面處理的理想性能。如圖1所示，該噴槍結(jié)構(gòu)為三層套接結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)依次為外層陽極套管5，接地充當(dāng)陽極；中間層絕緣套管4，隔絕內(nèi)外兩管(即陰陽兩極)；內(nèi)層陰極套管3，接高頻電源7 充當(dāng)陰極。噴槍的復(fù)合結(jié)構(gòu)剖面形狀如圖所示，高壓氣體6從內(nèi)管較粗的一端進(jìn)入，從較細(xì)的一端(噴口)噴出，噴口的結(jié)構(gòu)為空心陰極結(jié)構(gòu)，故由于中間絕緣管的阻隔，高頻電場主要集中在噴口附近，高壓氣體6流經(jīng)此處變?yōu)楦呙芏雀吣芰康牡入x子體1。這股等離子體噴射到待處理材料2表面并對其進(jìn)行相應(yīng)的氣相反應(yīng)改性處理。相比傳統(tǒng)的等離子體噴槍，此種結(jié)構(gòu)由于具備了上述空心陰極的結(jié)構(gòu)，使電場更多的聚集在噴口附近，故噴射出的高能粒子密度較大，能量較高。同時(shí)由于避免了常規(guī)噴槍內(nèi)激發(fā)的各種等離子體粒子對兩個(gè)電極(通常有一個(gè)作為噴口內(nèi)壁)的刻蝕、撞擊作用而引發(fā)的噴口與噴射出的等離子體溫度攀升，所以本發(fā)明的結(jié)構(gòu)反應(yīng)較為溫和，更適合處理某些敏感材料。此外，該等離子體噴槍是在常壓下運(yùn)作的，在施加了高頻電源的兩個(gè)電極之間通入高速氣體，這些氣體在穿過高頻電場時(shí)便形成了等離子體氣流，然后順著噴口噴射到待處理材料的表面。通常，等離子體噴槍較常規(guī)負(fù)壓等離子體所需電源要求更高的電壓，但從該等離子體噴槍的突出效果來看，這方面成本的些微增加是合理而值得的，性價(jià)比較高。
權(quán)利要求
1.一種等離子體噴槍，用于氣相反應(yīng)工藝之中，其特征在于所述噴槍為外層陽極套管，中間層絕緣套管和內(nèi)層陰極套管復(fù)合的三層套接結(jié)構(gòu)，其中所述外層陽極套管接地，所述內(nèi)層陰極套管為空心陰極結(jié)構(gòu)并連接高頻電源，所述噴槍的噴頭空心陰極細(xì)于噴槍槍體的空心陰極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體噴槍，其特征在于所述等離子體噴槍為常壓下的氣相加工裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種等離子體噴槍，用于氣相反應(yīng)工藝之中，該噴槍為外層陽極套管，中間層絕緣套管和內(nèi)層陰極套管復(fù)合的三層套接結(jié)構(gòu)，其中該外層陽極套管接地，該內(nèi)層陰極套管為空心陰極結(jié)構(gòu)并連接高頻電源，該噴槍的噴頭空心陰極細(xì)于噴槍槍體的空心陰極。本發(fā)明一種等離子體噴槍的應(yīng)用實(shí)施，較之于常規(guī)等離子體噴槍，本發(fā)明的噴槍結(jié)構(gòu)具有氣相反應(yīng)溫和，更適于處理某些敏感材料，而且突破了噴槍對負(fù)壓及真空腔體的過度依賴，使其能自如地應(yīng)用于普通大氣環(huán)境下，且提高了高能粒子的輸出密度，材料表面改性處理效果較好。
文檔編號H05H1/30GK102291923SQ20111022784
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者溫貽芳, 王紅衛(wèi), 芮延年, 陳新 申請人:蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院