[发明专利]大面积均匀非磁化等离子体产生装置及方法

权利要求书

1.一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：包括等离子体产生腔体（1）、真空装置（2）和等离子电源（3）；等离子体产生腔体（1）包括筒状腔体、网状放电电极（101），网状放电电极（101）为外径小于筒状腔体内径的空心圆状网状体，通过绝缘支撑将网状放电电极（101）与筒状腔体连接为同心圆结构，观察窗（105）和活页窗（106）连接固定在筒状腔体两端。

2.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的等离子体产生腔体（1）有输气孔（102）、排气孔（103）和电极通孔（104），输气孔（102）通过管道与真空装置（2）的气罐（202）连接，输气孔（102）和气罐（202）之间有输气控制阀（201），通过输气控制阀（201）控制气罐（202）进入等离子体产生腔体（1）内的惰性气体；排气孔（103）通过管道与抽气泵（204）连接，通过抽气泵（204）使进入惰性气体排出。

3.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的网状放电电极（101）直径为20cm至25cm。

4.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的网状放电电极（101）环绕筒状腔体内壁，网状放电电极（101）与筒状腔体的内壁间距离在3～5cm之间可调，且与内壁绝缘。

5.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的网状放电电极（101）为圆形空腔，筒状腔体腔体厚度为18cm。

6.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的网状放电电极（101）与交流电源（3）的谐振电感（302）的一端通过电极通孔（104）密闭相连。

7.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的等离子电源（3）包括交流电源（301）和谐振电感（302），交流电源输出电压范围是100V～500V，输出频率范围在10kHz～50kHz。

8.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的绝缘支撑是筒状腔体内的绝缘胶柱（110）。

9.根据权利要求1所述的一种大面积均匀非磁化等离子体产生装置，其特征是：所述的绝缘支撑是观察窗（105）和活页窗（106）上的圆环槽。

10.大面积均匀非磁化等离子体产生方法，其方法是：

1）将活页窗（106）闭合，拧紧紧固旋钮（107），使活页窗（106）挤压密封胶条（109）实现密封；

2）打开抽气泵（204），开始抽气，真空计（203）显示当前腔体内气压；

3）检测气压抽至100Pa左右时，打开输气控制阀（201），向腔体内充入惰性气体；

4）继续抽气，保持腔体内的惰性气体环境；

5）当检测气压降低到20Pa以下时，打开交流电源（301），网状放电电极（101）和腔体内壁等效的电容与谐振电感（302）一起构成谐振回路，交流电源（301）工作在谐振回路的谐振点上，使网状放电电极（101）与腔体内壁间形成高电压间隙放电；

6）起振工作后，谐振回路电压迅速升高，空气中少量的自由电子在电场做功下，获得动能，与气体中的原子和分子发生碰撞，在非弹性碰撞过程中，电子将能量传递给原子、分子使其电离，电子与离子分离，当电压达到击穿电压后，进入汤生放电过程；

7）电压继续升高，产生的电子和离子与消失的电子和离子相等，放电实现自持；

8）此时，气体被击穿，变成导电流体，网状放电电极与腔体内壁不能构成一个电容，与导电流体一起可等效为一个电阻，电压下降到几百伏，实现辉光放电；

9）放电同时，继续充气抽气，使腔体气压维持稳定。