[實用新型]一種加工硅基材料的大氣感應耦合等離子體發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721819355.9
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN208273331U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 余德平;吳杰;段亞洲;邱吉爾;姚進
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H05H1/30
• 分類號: H05H1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種加工硅基材料的大氣感應耦合等離子體發(fā)生器，主要由分體式炬管、單匝線圈、端蓋板、噴嘴和底板組成，其特征在于：所述分體式炬管由相互獨立的外管、一體式中管、內(nèi)管以及固定裝置組成；所述單匝線圈由環(huán)形碟片、電流引入座和電流引出座三部分組成；所述噴嘴由噴嘴外體和噴嘴內(nèi)體兩部分組成；所述固定裝置包括外管夾套、內(nèi)管蓋板、炬管安裝座、彈簧夾頭，外管夾套大直徑圓柱部分端面設有均布沉頭孔，小直徑圓柱部分端面設有螺紋孔，一體式中管設有與上述螺紋孔配合的均布通孔，內(nèi)管蓋板端面設有與上述通孔匹配的均布沉頭孔，炬管安裝座中部設有一斜度為a°圓錐孔，端面有多個均布在外側(cè)和均布在內(nèi)側(cè)的螺紋孔，均布在外側(cè)的螺紋孔用于和上述外管夾套中的沉頭孔配合，依靠多個緊固螺釘可將炬管安裝座、外管夾套、一體式中管、內(nèi)管蓋板四部分連為一體，再由炬管安裝座下部的第一安裝孔與底板連接; 彈簧夾頭選用鋼材制成,包括錐面段和端面段，其中錐面段斜度為5°~30°，由4～12段簧片組成, 端面段設有調(diào)整孔；所述的一體式中管包括管身段和管座段，管身段和管座段之間設有一環(huán)形臺階，用于定位外管，環(huán)形臺階處設有第一溝槽，管座段后端內(nèi)壁處設有第二溝槽和第三溝槽，管身段端部設有環(huán)形旋氣槽，管座段外圓柱面設有中間氣體入口和外氣體入口，其中外氣體入口和中間氣體入口軸線均偏離炬管軸線，且與管座段圓柱面法線夾角為5°～30°，上述內(nèi)管蓋板外圓柱面設有內(nèi)氣體入口，端面設有內(nèi)氣體孔道；所述的環(huán)形碟片由φ30～φ60mm的外圓和φ10mm ～φ40mm的內(nèi)孔組成，其厚度為1～10mm，內(nèi)孔用于穿設上述外管，環(huán)形碟片的下部有一寬度為W的開口狹縫，用于在電流引入座和電流引出座之間形成定向電流，端面有沿狹縫對稱分布的兩個的連接孔；電流引入座為鋁制材料加工而成的三層階梯結(jié)構，上層階梯設有一對稱分布的寬度為W的凹槽，凹槽兩壁面和上述環(huán)形碟片的端面配合，兩壁端面設有一個通孔，用于和上述環(huán)形碟片端面的連接孔配合；中層階梯端面有一接線螺紋孔，用于和射頻電流連接板匹配，下層階梯局部采用微弧氧化的方式形成絕緣層，避免射頻電流傳至底板，端面設有第二安裝孔，電流引入座依靠套設在第二安裝孔中的絕緣材料螺釘與底板連接；電流引出座為鋁制材料加工而成的兩層階梯結(jié)構，上層階梯的結(jié)構與電流引入座中描述的一致，下層階梯上端面有第二安裝孔，電流引出座依靠套設在第二安裝孔中的緊固螺釘與底板連接，其中狹縫W寬度為1～20mm。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種加工硅基材料的大氣感應耦合等離子體發(fā)生器，其特征在于：工作時，ICP發(fā)生器通過工裝連接孔與射頻匹配器連接，射頻匹配器端部伸出的射頻電流連接板與單匝線圈電流引入座依靠螺釘在接線螺紋孔處進行固定，射頻電流從射頻匹配器引出，由于電流引入座下端與底板之間絕緣，因此在環(huán)形碟片內(nèi)形成環(huán)形電流，經(jīng)由電流引出座流向與地端等電勢的底板，冷卻水由快擰接頭流入進水道，沿端蓋板上第一進水孔和第二進水孔到達環(huán)形水槽，再經(jīng)由第三進水孔到達噴嘴部分的環(huán)形進水槽，通過螺旋形水道實現(xiàn)對噴嘴部分的冷卻，再經(jīng)由環(huán)形出水槽、第三出水孔、第二出水孔、第一出水孔、出水道回流至水箱。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種加工硅基材料的大氣感應耦合等離子體發(fā)生器，其特征在于：噴嘴外體大直徑圓柱端面上均布多個螺紋孔，用于和上述端蓋板中第三安裝孔配合；中部為直徑為φ10～φ50mm的通孔，通孔內(nèi)部距端面10mm處和30mm處分別設有環(huán)形進水槽和環(huán)形出水槽；端面設有沿中心線非對稱分布的直徑為3mm的第三進水孔和第三出水孔，分別和端蓋板側(cè)面的第二進水孔和第二出水孔連通。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種加工硅基材料的大氣感應耦合等離子體發(fā)生器，其特征在于：噴嘴內(nèi)體為中空圓柱結(jié)構或錐直形結(jié)構，通過調(diào)整束流孔直徑或錐線段長度與直線段直徑，對等離子體射流進行提速和降溫，提高等離子體射流的剛度，同時能夠防止加工材料表面過熱，其中束流孔直徑為φ5～φ40mm，錐線段長度為5～30mm，直線段直徑為φ3～φ20mm；外圓柱面直徑為φ10～φ50mm，與上述噴嘴外體中部通孔配合；外圓柱面上設置有與上述環(huán)形進水槽和環(huán)形出水槽連通的螺旋形水道，用于提高噴嘴內(nèi)體的冷卻效率。