[發明專利]一種穩定的直流放電負離子源

無效

• 申請號: 201310291526.5
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104282527A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 唐紫超;秦正波;張世宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明屬于離子源領域，具體涉及一種穩定的直流放電負離子源。

背景技術

直流放電離子源與質譜的聯用越來越引起人們的關注，直流放電離子源具有工作穩定、離子能量分散小、干擾少、靈敏度高等特點，可用于固體分子的分析檢測。其原理是利用電子在高壓電場下轟擊分子束，形成微等離子體而實現離子化。離子化可產生正離子、中性碎片自由基或負離子。在以往的直流放電離子源中，往往采用不銹鋼作為電極環的材料，但是不銹鋼的熔點較低，而電離區的溫度又較高，因此易發生不銹鋼氧化變形，而導致放電不穩定。

發明內容

為了解決以往不銹鋼電極環在長期放電環境中變形氧化，放電不穩定的問題。本發明的目的在于提供一種穩定的直流放電負離子源。

本發明提供了一種穩定的直流放電負離子源，該離子源包括放電環（1）、陶瓷環（2）、陶瓷底座（3）、噴嘴（4）、高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）；所述高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）構成一個供電系統，與放電環（1）相連，將電壓施加于放電環（1）上，放電環（1）和陶瓷環（2）交叉排列，位于陶瓷底座（3）的中央位置，下端與噴嘴（4）相連。

本發明提供的穩定的直流放電負離子源，所述放電環（1）和陶瓷環（2）的個數均為3個；陶瓷底座（3）、噴嘴（4）、高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）的個數均為1個。

本發明提供的穩定的直流放電負離子源，所述放電環（1）的材料為高溫材料鉬，可防止放電環高溫變形。

本發明提供的穩定的直流放電負離子源，所述高壓直流電源（5）的電壓為-1000V，電流為0.2A。

本發明提供的穩定的直流放電負離子源，所述噴嘴（4）的材料為不銹鋼。所述電容（6）的電容為2-10微法。所述電阻（7）的電阻為500歐。

本發明提供的穩定的直流放電負離子源，由高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）組成的供電系統，可產生穩定的短脈沖大電流的放電等離子體。

本發明運行原理：當脈沖氣體由脈沖閥噴出時，在鉬電極環之間施加高壓電場，使場致電子擊穿氣體形成等離子體放電。

本發明的優點：本發明利用鉬作為電極環，并由高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）組成供電系統，可產生穩定的短脈沖大電流的放電等離子體。解決了電極環在長期放電環境中變形氧化，放電不穩定的問題。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖，

其中，1——放電環，2——陶瓷環，3——陶瓷底座，4——噴嘴，5——高壓直流電源，6——電容，7——電阻；

圖2為NF₃和水混合氣放電的負離子質譜圖。

具體實施方式

下面結合圖1和實施例對本發明作進一步的說明。

本發明一種穩定的直流放電負離子源，如圖1所示，包括3片放電環（1）、3片陶瓷環（2）、1個陶瓷底座（3）、1個噴嘴（4）、1臺高壓直流電源（5）、1個電容（6）和1個電阻（7）。

所述高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）構成一個供電系統，將電壓施加于鉬放電環（1）上，3片放電環（1）和3片陶瓷環（2）交叉排列，位于陶瓷底座（3）的中央位置，下端與噴嘴（4）相連。

實施例1：

8%NF₃，32%H₂，60%N₂和微量水蒸氣通入脈沖氣閥，背壓3大氣壓。打開高壓直流電源（5），逐步上升電壓，監測電流，穩定放電時的電壓為700V-850V，電流為5mA左右。穩定放電產生的離子進入質譜分析器，被探測器探測得到各物種的飛行時間質譜。從圖2中看到，主要產生了F^-，F(H₂O)^-,FC(H₂O)^-和C₂H^-的離子，其中含碳的負離子主要來自于放電電極表面殘留的微量的碳。通過監測質譜強度長達300個小時，產生的這幾種主要物種能穩定存在在質譜里而不衰減，表明維持穩定放電時間可以超過300個小時。而放電環（1）采用不銹鋼材料，則維持穩定放電時間為100小時以內。