[發明專利]一種石墨等離子源

在審

• 申請號: 201611186828.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106604513A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 馮斌;顧駿;吳疆;金浩;王德苗
• 申請（專利權）人: 蘇州求是真空電子有限公司
• 主分類號: H05H1/10
• 分類號: H05H1/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于電子機械技術領域，具體涉及一種石墨等離子源。

背景技術

等離子源是使中性原子或分子電離，并從中引出離子束流的裝置。它是各種類型的離子加速器、質譜儀、電磁同位素分離器、離子注入機、離子束刻蝕裝置、離子推進器以及受控聚變裝置中的中性束注入器等設備的不可缺少的部件。

現有的等離子源包括電容耦合等離子體源、電感耦合高頻等離子源和微波等離子源。以上等離子源都需要成本昂貴的射頻電源和微波電源發生器驅動，而且等離子源結構較為復雜，制備成本較高。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種石墨等離子源，其結構簡單，可采用直流電源驅動，從而降低制備成本。

實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種石墨等離子源，包括石墨陽極環、陽極蓋板、石墨陰極、冷卻池、冷卻池蓋板、第一絕緣板、第二絕緣板、進水管、出水管、第一緊固件和第二緊固件；所述石墨陽極環與陽極蓋板相連形成頂部開口的容納空腔，石墨陰極、冷卻池、冷卻池蓋板、第一絕緣板均設于容納空腔內；所述石墨陰極設于冷卻池的頂部；所述冷卻池為空腔結構，其內底部設有極靴，極靴上置有磁鋼和磁鋼環，磁鋼的N極和S極呈上下分布，與磁鋼環的磁極分布方向相反，且磁鋼置于磁鋼環的中心位置；所述冷卻池蓋板和第一絕緣板順次設于冷卻池和陽極蓋板之間；所述第二絕緣板設于陽極蓋板下方；所述進水管和出水管均依次貫穿冷卻池蓋板、第一絕緣板、陽極蓋板、第二絕緣板，且進水管和出水管與冷卻池蓋板固定連接，進水管和出水管的頂端位于冷卻池內，進水管和出水管的底端分別與第一緊固件和第二緊固件連接，用于實現將冷卻池蓋板、第一絕緣板、陽極蓋板、第二絕緣板緊密貼合。

優選地，所述陽極蓋板與進水管和出水管之間設有空隙，空隙間距為2-10mm。

優選地，所述石墨陽極環與石墨陰極之間具有間隙，間隙間距為1-10mm。

優選地，所述冷卻池蓋板與冷卻池通過螺釘連接，且冷卻池底面設有第一密封圈凹槽，第一密封圈凹槽嵌入有第一密封圈。

優選地，所述冷卻池蓋板在遠離冷卻池的一面上設有第二密封圈凹槽，第二密封圈凹槽嵌入有第二密封圈；所述陽極蓋板靠近第一絕緣板的一面上設有第三密封圈凹槽，第三密封圈凹槽嵌入有第三密封圈；所述陽極蓋板上位于石墨陽極環外側處設置有第四密封圈凹槽，第四密封圈凹槽嵌入有第四密封圈。

優選地，所述石墨陰極靠近冷卻池的表面為光滑表面，其遠離冷卻池的表面為通過機械加工或激光蝕刻形成的粗糙表面。

本發明的有益效果：

本發明采用磁場束縛電子而實現等離子源系統，一方面簡化了等離子源的結構，另一方面降低了制備成本。

附圖說明

圖1為本發明的一種實施例中石墨等離子源的剖視圖；

圖中：1-1為石墨陰極，1-2為冷卻池，1-2-1為螺釘，1-2-2為第一密封圈，1-3為極靴，1-3-1為磁鋼，1-3-2為磁鋼環，1-4為冷卻池蓋板，1-4-1為第二密封圈，1-4-2為冷卻水進出水管，2-1為石墨陽極環，2-2為陽極蓋板，2-2-1為第三密封圈，2-2-2為安裝孔，2-2-3為密封圈，3為第一絕緣板，4為第二絕緣板，5為第一緊固件和第二緊固件。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。