[发明专利]大气辉光放电低温等离子体镀膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其涉及镀膜技术领域，具体地说是一种大气辉光放电低温等离子体镀膜装置。

背景技术

目前，低温等离子体广泛的应用于材料表面改性、生物灭菌、表面清洁和污水清洁等领域，而在镀膜领域中，主要利用的是基于真空等离子体和非真空热等离子体的技术。其中真空等离子体镀膜具有薄膜生长致密、制备速度快、易于控制薄膜成分等优点，但由于其设备复杂、成本较高，且不易操作，因此该技术不利于降低镀膜成本。而热等离子体镀膜，其镀膜温度较高，不适合在纸张等耐热性差的基底材料上镀膜，而且该技术能量消耗大，不利于扩大其使用范围。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种大气辉光放电低温等离子体镀膜装置，该装置可降低设备复杂程度、易操作，而且可节约整体镀膜工艺的成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种大气辉光放电低温等离子体镀膜装置，包括放电管，所述的放电管上端设有管塞，管塞上设有通孔；所述的管塞的底部通过盲孔插置有棒状电极；所述的放电管的下端设有中空倒置截头的圆锥体，在圆锥体的底部水平设有环状电极，在环状电极的上方设有环状电介质；所述的圆锥体的侧壁上还设有粉体输送口；所述的环状电极通过导线与电源一端相连接，同时接地，棒状电极上端通过导线穿过管塞与电源另一端相连接。

所述的粉体输送口处还外接有一个粉体输送管。

本发明具有以下突出的有益效果：

1、由于所述的放电管上端设有管塞，管塞上设有通孔；所述的管塞的底部通过盲孔插置有棒状电极，所以它可以通过管塞向放电管内通入电离气体，同时管塞可取下，方便了棒状电极的更换。

2、由于所述的放电管的下端设有中空倒置截头的圆锥体，在圆锥体的底部水平设有环状电极，在环状电极的上方设有环状电介质，所以在环状电极和环状电介质的中心位置形成一个竖向通道，便于等离子体和粉体混合物的喷射，同时倒置的圆锥体可以起到导向作用，使混合物沿圆锥体内侧壁在锥形体底部自然喷出。

3、由于所述的圆锥体的侧壁上还设有粉体输送口，所以它可以通过粉体输送管与粉体储存罐相连接，使得粉体随等离子体一同喷出。

4、由于本发明以低温等离子体作为载体，所以它可以使材料颗粒具有较大的能量，便于沉积成膜，同时它还适于在纸张等耐热性差的基底材料上镀膜，扩大了使用范围。

附图说明

附图1是本发明的剖面结构示意图；

附图2是本发明的激励源电压-电流图。

附图标记说明：1放电管，2棒状电极，3通孔，4管塞，5导线，6电源，7圆锥体，8基底，9环状电介质，10环状电极，11粉体储存罐，12粉体输送管，13粉体输送口。 

具体实施方式

如图1所示，该种大气辉光放电低温等离子体镀膜装置，其结构包括放电管1，所述的放电管1上端设有管塞4，管塞4上设有通孔3，所述的通孔3数量至少为一个，其作用在于，它可以通过导管向放电管1内通入电离气体，使得等离子体向下流动，电离气体可采用氩气、氮气和氦气，优选氩气，气体流速为50-2500L/h；所述的管塞4的底部通过盲孔插置有棒状电极2，管塞4采用绝缘耐高温材料，可方便拆装，有利于日后对棒状电极2的更换；所述的放电管1的下端设有中空倒置截头的圆锥体7，倒置的圆锥体7的益处在于它容易收集气流，对气流可起到导向作用，在圆锥体7的底部水平设有环状电极10，在环状电极10的上方设有环状电介质9，这样，在环状电极10和环状电介质9的中间位置形成一个竖向通道，等离子体和粉体的混合物在此喷出；所述的圆锥体7的侧壁上还设有粉体输送口13，它用于导入粉体。本发明中棒状电极2作为阴极，环状电极10作为阳极，电极材料采用耐高温的钨或者石墨，环状电介质9的材料选用石英晶体或聚四氟乙烯（特氟龙）。

所述的环状电极10通过导线5与电源6一端相连接，同时接地，棒状电极10上端通过导线5穿过管塞4与电源6另一端相连接。电源6是脉冲直流，在每个脉冲周期，当电压增大到击穿电压时，气体放电产生等离子体，当电压减小到击穿电压以下时，暂停等离子体的产生。通常采用电压范围是1-30KV，脉冲频率范围是:10KHz-100KHz,优选20KHz-70KHz。击穿电压的大小由帕邢定律来决定，即：击穿电压是气压与电极之间距离乘积的函数。