[發明專利]一種低溫等離子體裝置

有效

• 申請號: 200910013250.8
• 申請日: 2009-08-19
• 公開（公告）號: CN101998747A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 楊永進;張勁松;孫家言;孫博
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H05H1/30
• 分類號: H05H1/30;B01J19/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

1.一種低溫等離子體裝置，其特征在于，該裝置為直流高壓等離子體放電結構與行波態微波波導同軸轉換結構耦合在一起，通過微波的作用使柱狀等離子體裂解成絲狀等離子體。

2.按照權利要求1所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，直流等離子體放電結構設有空心陽極、懸浮陰極和輔助接地電極，接地空心陽極和懸浮陰極分別充當行波態微波波導同軸轉換結構的外、內導體，直流等離子體的接地空心陽極內腔為陽極腔，陽極腔為三段直徑不同的圓管連接而成，陽極腔上段是微波饋入結構區域，陽極腔的中間段是微波同軸轉換結構區域，陽極腔的下段是等離子體反應腔體，懸浮陰極伸至陽極腔內的微波饋入腔體和微波同軸腔體，在陽極腔中間段的微波同軸腔體與下段的等離子體反應腔體相連處設置可移動輔助接地電極。

3.按照權利要求2所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，在直流等離子體的接地空心陽極上段的直徑方向開有兩個孔：孔I和孔II，孔I和孔II分別安裝所使用微波傳輸波導，孔I安裝微波短路活塞端的傳輸波導，孔II安裝與微波源相連的傳輸波導，在微波短路活塞端的傳輸波導內裝有微波短路活塞，與微波源相連的傳輸波導連接微波源，形成微波饋入結構。

4.按照權利要求2所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，在陽極腔中間段外側設有氣體通道，氣體通道通過陽極腔內壁的至少一組環狀切向氣體入口與陽極腔連通。

5.按照權利要求2所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，陽極腔的下段采用內層、中間層和外層由內到外依次設置的三層結構，內層采用具有耐高溫導電材料制成的耐高溫層，中間層為隔熱材料制成的隔熱層，外層為普通導電材料制成。

6.按照權利要求2所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，微波波導同軸轉換結構是通過位于直流等離子體陽極腔的上端蓋中心孔處設置門扭塊。

7.按照權利要求6所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，懸浮陰極與陽極腔上端的密封端蓋之間的通過抗流結構連接，抗流結構是通過懸浮陰極與門扭塊之間形成的管狀電容，以及懸浮陰極與陽極腔上端的密封端蓋之間形成的平板電容組成。

8.按照權利要求7所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，在懸浮陰極與門扭塊之間形成間隙，在此間隙中填入絕緣介質，在陽極腔上端的密封端蓋的外側設置導電圓板，該導電圓板與懸浮陰極相連，同時該導電圓板與陽極腔密封端蓋形成間隙，該間隙內也填充絕緣介質；在導電圓板外側設置絕緣蓋帽，在懸浮陰極與門扭塊之間設有絕緣介質管。

9.按照權利要求1所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，該裝置的工作氣體為氫氣、氮氣、氬氣、甲烷或乙烷；或者，它們中的任何兩種或多種的混合氣體；或者，這些氣體與水蒸汽、氧氣或二氧化碳的混合氣體。

10.按照權利要求9所述的低溫等離子體裝置，其特征在于，該裝置的工作氣體的組成是體積百分比的范圍在10％～100％之間氫氣的復合氣體，微波的工作頻率為2450MHZ或915MHZ。