一种等离子体发生装置用电晕电极的制作方法

本实用新型涉及等离子放电技术领域，特别是涉及一种等离子体发生装置用电晕电极。

背景技术：

等离子体是完全电离或部分电离、电荷数近于相等的正负带电粒子和中性粒子的物质聚集态。等离子体能够产生活性成分，引起常规化学反应中难于实现的物理变化和化学反应。大气压非平衡等离子体由于其温度低，且富含高能电子、离子、激发态原子、分子及自由基等活性物种，这些活性成分易于与接触的物质反应，因此被广泛应用于材料改性、水处理、空气净化、消毒保鲜、生物医疗等方面。

2006年，Fridman首次报道低温等离子体具有显著促进凝血的作用，指出低温等离子体用于凝血实际处理的好处。经过近十来年的研究，人们对等离子体促进凝血的机理有了很清晰的认识。研究人员还发现局部活性等离子体成分可有效地减少创伤面上的细菌量，通过电场的深度刺激，促进血液微循环，提高伤口组织的氧气和营养的供应。深层次的刺激血液微循环和局部细菌的减少，激活身体对慢性疾病导致损伤的自愈能力。

由于低温等离子体技术治疗伤口相比于传统药物具有见效快、无副作用等优势，因此具有很好的市场前景。电晕放电由于其结构简单、易于装置小型化且等离子体能直接作用到皮肤上，可能成为未来相关产品的主流技术。然而，当前应用的放电装置都是固定电极结构，细金属丝作为电晕电极，很容易断裂，寿命大多在三至六个月，例如：中国发明专利申请号为200710038821.4，发明名称《拼装积木式窄间距静电场装置》。锯齿状或尖针状结构的电晕电极虽然不易断，但是，尖端长时间放电，发热和离子溅射双重作用，导致尖端易于钝化，也容易发生微弧放电现象。纤薄的带状电晕电极也不易断，可获得类似细金属丝的放电效果，但是，带状电极上易发生缺口，形成局部微放电，例如：中国发明专利中请号为200910263798.8，发明名称《金属带--板结构反应器》。以上四种当前最常用的电晕电极均存在放电均匀性也较差和电极寿命短的问题，往往只有几个月，需要定期检查并更换电晕电极，维护成本高，一旦维护不及时，发生断丝即失效，或者发生局部微放电，严重制约了其推广应用，因此，研发出一种长寿命的电晕放电电极至关重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种等离子体发生装置用电晕电极，本实用新型制备出的电晕电极具有放电均匀性好，放电寿命长以及稳定性好的优点。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下方案实现的：

一种等离子体发生装置用电晕电极，其特征在于，该电极包括：一块厚度为1～2mm的钛板，加工成一定尺寸的片状钛板(1)；对钛板(1)表面的通过蚀刻加工出的圆柱形电极形状冲压，压出尖端形状(2)；在钛板表面上沉淀相对稳定的TiH2膜；在钛板表面的TiH2膜上镀一层铂,即所述电晕电极。

所述的钛板的厚度为1.5mm。

所述的尖端形状(2)的高为150μm-300μm。

一种等离子体发生装置用电晕电极,其特征在于，该电极的制作方法包括如下步骤：

(1)取一块厚度为1～2mm的钛板，加工成一定尺寸的片状钛板；

(2)将步骤(1)的片状钛板置于盛有4wt％-7wt％NaOH溶液的超声清洗槽中进行超声清洗，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；

(3)在步骤(2)得到的钛板表面涂覆一层负性光刻胶，之后将掩模版置于光刻胶上，并进行光刻胶的曝光；

(4)洗去步骤(3)钛板表面未曝光的光刻胶，并利用等离子刻蚀技术在钛板表面刻蚀出所需的图案，所述刻蚀的刻蚀深度为50～300μm；

(5)洗除钛板表面的光刻胶，然后将刻蚀后的钛板置于超声清洗槽中进行超声清洗40～60min，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；

(6)对钛板表面曝光的位置进行冲压，使圆柱端面压出尖端形状；

(7)将冲压后的钛板先用体积比为3：1的HNO₃-HF混合溶液进行浸洗以除去钛基表面的氧化层和其它的金属杂质，然后用体积比为3:1的HCl-H₂SO₄溶液对钛板表面进行刻蚀以使其表面粗糙化并使钛板表面沉淀相对稳定的TiH₂膜，之后采用PdCl₂溶液浸泡钛板一段时间以使钛板活化，活化之后用去离子水清洗，用压缩气体将钛板吹干；

(8)将干燥的钛板放入镀槽，采用含铂镀液在钛板表面镀一层铂，然后将镀膜后的钛板材清洗干净，用压缩气体吹干，之后置于400～600℃的气氛里热分解60～120min，最后冷却即得所述电晕电极。

其中，所述步骤(2)中超声清洗的时间为30～40min，温度控制在35℃～60℃。

所述步骤(7)中采用HNO₃-HF混合溶液对钛板进行浸洗的时间为30～60min，温度控制在35～70℃。

所述步骤(7)中采用HCl-H₂SO₄溶液进行刻蚀的温度为60～80℃，时间为20～40min。

所述步骤(7)中PdCl₂溶液的浓度为0.1g/L，采用PdCl₂溶液浸泡的时间为20～50min。

所述步骤(8)中含铂镀液是浓度为0.5g/L的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，镀铂过程中采用的还原剂为浓度为12g/L的水合肼和/或浓度为5g/L的盐酸羟胺，镀铂过程温度控制在40～60℃。

另外，本实用新型还要求保护所述制作方法制备得到的电晕电极。

并且本实用新型还保护所述电晕电极在等离子体发生装置中的应用；所述等离子体发生装置用于创伤伤口的治疗。

本实用新型的有益效果是：本实用新型开发了一种刻蚀、冲压以及镀膜新工艺，该工艺以钛板为基材，首先通过刻蚀加工出圆柱形电极形状，然后对圆柱形电极进行冲压以制备出尖端形状，该加工方法能确保各个放电点的加工的精度，提高放电的均匀性，减小放电电极的尺寸；另外，本实用新型还通过镀膜的方法在有突起的钛电极表面镀一层铂，从而增加电极的使用寿命及放电的稳定性。

以下结合附图,通过具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明

附图说明

图1本实用新型电晕电极制作的流程图；

图2本实用新型所制作电极的俯视图；

图3本实用新型所制作电极的前视图；

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

一种等离子体发生装置用电晕电极,该电极的制作方法，包括如下步骤：

(1)取一块厚度约为1.5mm的钛板，加工成一定尺寸的片状钛板1；

(2)将步骤(1)的片状钛1板置于盛有5wt％NaOH溶液的超声清洗槽中进行超声清洗，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；所述超声清洗的时间为35min，温度控制在50℃；

(3)在步骤(2)得到的钛板表面涂覆一层负性光刻胶，之后将掩模版置于光刻胶上，并进行光刻胶的曝光；

(4)洗去步骤(3)钛板表面未曝光的光刻胶，并利用等离子刻蚀技术在钛板表面刻蚀出所需的图案，所述刻蚀的刻蚀深度约为200μm；

(5)洗除钛板表面的光刻胶，然后将刻蚀后的钛板置于超声清洗槽中进行超声清洗50min，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；

(6)对钛板表面曝光的位置进行冲压，使圆柱端面压出尖端形状2；

(7)将冲压后的钛板先用体积比为3：1的HNO₃-HF混合溶液进行浸洗以除去钛基表面的氧化层和其它的金属杂质，所述浸洗的时间为45min，温度控制在50℃，然后用体积比为3:1的HCl-H₂SO₄溶液对钛板表面进行刻蚀以使其表面粗糙化并使钛板表面沉淀相对稳定的TiH₂膜，所述刻蚀的温度为70℃，时间为30min，之后采用PdCl₂溶液浸泡钛板一段时间以使钛板活化，所述PdCl₂溶液的浓度为0.1g/L，采用PdCl₂溶液浸泡的时间为30min，活化之后用去离子水清洗，用压缩气体将钛板吹干；

(8)将干燥的钛板放入镀槽，采用含铂镀液在钛板表面镀一层铂，然后将镀膜后的钛板材清洗干净，用压缩气体吹干，之后置于500℃的气氛里热分解90min，最后冷却即得所述电晕电极；含铂镀液是浓度为0.5g/L的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，镀铂过程中采用的还原剂为浓度为12g/L的水合肼，镀铂过程温度控制在50℃。

实施例2

一种等离子体发生装置用电晕电极,该电极的制作方法的制作方法，包括如下步骤：

(1)取一块厚度约为1mm的钛板，加工成一定尺寸的片状钛板1；

(2)将步骤(1)的片状钛板置于盛有4wt％NaOH溶液的超声清洗槽中进行超声清洗，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；所述超声清洗的时间为30min，温度控制在35℃；

(3)在步骤(2)得到的钛板表面涂覆一层负性光刻胶，之后将掩模版置于光刻胶上，并进行光刻胶的曝光；

(4)洗去步骤(3)钛板表面未曝光的光刻胶，并利用等离子刻蚀技术在钛板表面刻蚀出所需的图案，所述刻蚀的刻蚀深度约为150μm；

(5)洗除钛板表面的光刻胶，然后将刻蚀后的钛板置于超声清洗槽中进行超声清洗40min，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；

(6)对钛板表面曝光的位置进行冲压，使圆柱端面压出尖端形状2；

(7)将冲压后的钛板先用体积比为3：1的HNO₃-HF混合溶液进行浸洗以除去钛基表面的氧化层和其它的金属杂质，所述浸洗的时间为30min，温度控制在35℃，然后用体积比为3:1的HCl-H₂SO₄溶液对钛板表面进行刻蚀以使其表面粗糙化并使钛板表面沉淀相对稳定的TiH₂膜，所述刻蚀的温度为60℃，时间为20min，之后采用PdCl₂溶液浸泡钛板一段时间以使钛板活化，所述PdCl₂溶液的浓度为0.1g/L，采用PdCl₂溶液浸泡的时间为20min，活化之后用去离子水清洗，用压缩气体将钛板吹干；

(8)将干燥的钛板放入镀槽，采用含铂镀液在钛板表面镀一层铂，然后将镀膜后的钛板材清洗干净，用压缩气体吹干，之后置于400℃的气氛里热分解60min，最后冷却即得所述电晕电极；含铂镀液是浓度为0.5g/L的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，镀铂过程中采用的还原剂为浓度为5g/L的盐酸羟胺，镀铂过程温度控制在40℃。

实施例3

一种等离子体发生装置用电晕电极,该电极的制作方法，包括如下步骤：

(1)取一块厚度约为2mm的钛板，加工成一定尺寸的片状钛板1；

(2)将步骤(1)的片状钛板置于盛有7wt％NaOH溶液的超声清洗槽中进行超声清洗，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；所述超声清洗的时间为40min，温度控制在60℃；

(3)在步骤(2)得到的钛板表面涂覆一层负性光刻胶，之后将掩模版置于光刻胶上，并进行光刻胶的曝光；

(4)洗去步骤(3)钛板表面未曝光的光刻胶，并利用等离子刻蚀技术在钛板表面刻蚀出所需的图案，所述刻蚀的刻蚀深度约为300μm；

(5)洗除钛板表面的光刻胶，然后将刻蚀后的钛板置于超声清洗槽中进行超声清洗60min，清洗结束后先用去离子水进行冲洗，然后用洁净的压缩气体将钛板吹干；

(6)对钛板表面曝光的位置进行冲压，使圆柱端面压出尖端形状2；

(7)将冲压后的钛板先用体积比为3：1的HNO₃-HF混合溶液进行浸洗以除去钛基表面的氧化层和其它的金属杂质，所述浸洗的时间为60min，温度控制在70℃，然后用体积比为3:1的HCl-H₂SO₄溶液对钛板表面进行刻蚀以使其表面粗糙化并使钛板表面沉淀相对稳定的TiH₂膜，所述刻蚀的温度为80℃，时间为40min，之后采用PdCl₂溶液浸泡钛板一段时间以使钛板活化，所述PdCl₂溶液的浓度为0.1g/L，采用PdCl₂溶液浸泡的时间为50min，活化之后用去离子水清洗，用压缩气体将钛板吹干；

(8)将干燥的钛板放入镀槽，采用含铂镀液在钛板表面镀一层铂，然后将镀膜后的钛板材清洗干净，用压缩气体吹干，之后置于600℃的气氛里热分解120min，最后冷却即得所述电晕电极；含铂镀液是浓度为0.5g/L的Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，镀铂过程中采用的还原剂为浓度为12g/L的水合肼和浓度为5g/L的盐酸羟胺，镀铂过程温度控制在60℃。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。