[發明專利]多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置及方法

無效

• 申請號: 201110087556.5
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號: CN102149247A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 顧璠;張基棟;李森
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H05H1/30
• 分類號: H05H1/30
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置，其特征在于該裝置有三級電離工作區域：第一級由針尖電極(6)與金屬棒電極(7)通過第一高壓高頻電源(2)形成放電回路；第二級由筒狀金屬電極(8)與金屬棒電極(7)通過第二高壓高頻電源(4)形成放電回路，第三級由金屬絲網電極(9)與金屬棒電極(7)通過第三高壓高頻電源(5)形成放電回路；每級電極均固定在絕緣管道(10)形成的管道上，金屬棒電極(7)設在絕緣管道(10)中，并且與絕緣管道(10)同軸線設置，在金屬棒電極(7)與絕緣管道(10)之間形成可以流動氣體的環形空間。

2.根據權利1所述的多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置，其特征在于，第一級電離區域為多個針尖電極分別通過電源與金屬棒電極形成放電回路，此級針尖電極至少為一個，第一高壓高頻電源(2)峰值電壓不低于6kV，頻率不低于20kHz。

3.根據權利1所述的多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置，其特征在于，第二級電離部分的筒狀金屬電極(8)其內徑為25～30mm，金屬棒電極(7)直徑為15～20mm，其中筒狀電極內壁噴涂有一層高介電系數的高分子材料，這種材料對筒狀電極內的電場起穩定和增強的作用，進而形成介質阻擋放電，第二高壓高頻電源(4)峰值電壓不低于10kV，頻率不低于20kHz。

4.根據權利1所述的多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置，其特征在于，第三高壓高頻電源(5)峰值電壓不低于10kV，頻率不低于20kHz。

5.根據權利1所述的多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置，其特征在于，金屬棒電極(7)的前端為光滑的半球狀，金屬絲網電極(9)要有盡量大的展開面積。

6.根據權利1所述的多級電離產生低能量高密度等離子體的裝置，其特征在于，各針尖電極之間互相絕緣，針尖電極、筒狀金屬電極、網狀電極之間互相絕緣。

7.一種用于權利要求書1所述的多級電離裝置產生低能量高密度等離子體方法，其特征在于：將所述裝置通入5～50m³/h氣體，氣體在第一高壓高頻電源(2)50～100W功率作用下初步電離，初步電離出的等離子體通過第二高壓高頻電源50～150W電源功率的電離產生較均勻且有較大密度的等離子體，第一、二高壓高頻電源電離出的等離子體通過第三高壓高頻電源50～150W電源功率的電離與此級對氣流的擾動。最終，在低功率輸入的作用下噴出電子密度量級高達10²²/m³截面直徑為15～20mm的均勻非平衡態等離子體射流。