雾态气体的制备及通过雾态气体放电形成新材料的方法及设备的制作方法

专利名称：雾态气体的制备及通过雾态气体放电形成新材料的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过气体放电形成新材料的方法，更具体地，本发明涉及雾态气体的
制备及通过雾态气体放电形成新材料的方法和雾态气体产生设备及电源设备。
背景技术：
早在1835年Faraday就发现了低气压下气体放电现象、历经百余年，气体放电的应用极为广泛，已用于电光源、激光、金属材料及高分子材料改性、半导体、集成电
路......。上述的气体放电都是单纯的气体放电，仅以材料工业为例如等离子渗氮采
用氮、氢气体《张国庆等0Crl7Nil2Mo2奥氏体不锈钢低温等离子渗氮研究[J]金属热处理.2008. 33(8) 138 141》。离子镀技术用的是氩气《张钧赵彦辉多弧离子鍍技术与应用[M]北京冶金工业出版社2007》。等离子体织物改性用空气、氧、氮、含氟气体等《中国专利公开号CN1318664. A》。放电介质都是气体，而本发明与单一气体比较，雾态气体AI (m)由多种物质形态组成，单质和/或化合物选择范围更宽的雾态气体进行气体放电——雾态气体放电。应用此雾态气体放电来形成新材料。

发明内容
第一方面，本发明提供了一种雾态气体的产生方法。 第二方面，本发明提供了一种通过雾态气体放电形成新材料的方法。 另一方面，本发明提供了雾态气体产生设备及电源设备等，即通过雾态气体放电
形成新材料的设备。 本发明的放电是在一定的温度、压力条件下，在含有微纳固体、液体的雾态气体
中，以雾态气体放电形式，在自行设计的设备中形成新的材料。 第一方面，本发明提供了雾态气体产生的方法。该方法包括步骤 1)第一容器。容器或容器局部某特定区域的压力和温度是可设定的。 2)在第二容器中提供固态、液态的单质或/和化合物，所述第二容器位于第一容
器之内或之外。 3)改变第二容器中的温度或/和压力，使位于第二容器中的固态、液态的单质或/和化合物进入第一容器产生雾态气体，该雾态气体弥散在第一容器或第一容器局部。
第二方面，本发明提供了一种通过雾态气体放电形成新材料的方法。该方法包括步骤 1)提供有待在其中形成新材料的装置或有待改性的材料，将其放入第一容器中，
2)通入预处理气体，并产生火花或弧光放电，随后转为辉光放电，利用辉光放电对所述装置或材料进行预处理； 3)加热或冷却在第一容器中的装置或有待改性的材料，达到并保持在-210°C 1400°C ;
4)按第一方面所述方法产生单质或/和化合物的雾态气体； 5)启动电源设备，在第一容器中的两电极间产生雾态气体放电，在第一容器的指定压力下如1. 3Pa 50Pa，在特定装置中形成新材科或对材料进行雾态气体放电改性。
在本发明的一个优选实施方案中，所述雾态气体放电不限于单一的雾态放电，而
是多种雾态放电多次进行，如 A (m)放电+J (m)放电+D (m)放电+...... 其中A(m)、J(m)、D(m)分别表示不同的雾态气体。 在本发明的另一个优选实施方案中，可以使通常的气体放电、PVD、 CVD、溅射等与
本发明的雾态气体放电方法交替进行。如普通气体放电等+J(m)放电等。 在本发明的又一个实施方案中，多种雾态放电与多种普通气体放电多次进行，
如 A(m)放电+普通气体放电等+J(m)放电+D(m)放电+另 一种普通气体放电等 其中A (m) 、 J (m) 、 D (m)分别表示不同的雾态气体。 在本发明的一个实施方案中，所述待改性材料是单质、化合物，并且包括但不限于
金属及其合金、陶瓷、玻璃、玻璃纤维、石墨、金刚石、碳纤维、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯
等聚合物；棉、麻、毛、丝、木材等天然纤维；粘胶纤维、蛋百质纤维等人造纤维；氨纶、涤纶、
芳纶、尼龙等合成纤维；以及上述材料的镀层、涂层、渗层、复合层等。 用于实施本发明的雾态气体放电方法的设备主要包括下列部分 1)第一容器，该容器包含使容器或容器局部某特定区域达到指定压力的压力系
统； 2)第二容器，该第二容器位于第一容器之内或之外并且装有单质或化合物，该第二容器包含使该第二容器达到指定压力的第二压力系统； 3) —个或多个加热或冷却装置，这些加热、冷却装置分别用于加热或冷却材料、单质或/和化合物、容器或局部区域的温度，以便使材料、单质或/和化合物、容器或局部区域达到指定温度； 4)在第一容器内的电极或阴极和阳极，有待产生新材料的装置或有待处理的材料放在两电极间或电极上；产生电流和电压的电源，并可以对电压电流进行调节，供给两电极以产生雾态气体放电。 在本发明的优选实施方案中，所述电源可以为直流、直流脉冲、交流、微波、射频、高频等电源。 在本发明的一个优选实施方案中，通常的PVD、 CVD、溅射、离子镀等可以在本发明的设备中进行。 在本发明的另一个优选实施方案中，雾态气体可以是不同时间多次得到两种或两种以上的单质和/或化合物组成的雾态气体，即可以是八11(!11)+八12(111)+八13(111)+...等组成，
其中AIJm)、Al2(m)、Al3(m)等分别表示不同组成的雾态气体。


图1示出了用于实施本发明的雾态气体放电方法的设备的原理图。
具体实施例方式
本发明的雾态气体放电方法详述如下。 A)第一容器(1)中，设有电极或设有阴极和阳极。有特定装置(5)放在电极上或 电极之间，其内形成新材料、或被改性的材料C放在其中。有加热或冷却装置(6)，温度控制 由材料温度测量和控制系统(7)(以下简称材料温度系统)。可使材料C达到并保持在指定 温度。 B)固态、液态的单质或/和化合物A :装在第二容器(22)中，放在第一容器(1)内 部或外面。当两容器导通时，容器(22)出口处的压力与第一容器(1)相同。为了使A达到 并保持在指定温度，由加热或冷却装置(23)温度测量控制由化合物系统(24)(以下简称化 合物温度系统)承担；为了使第二容器保持在指定压力，有抽气装置(25)自控仪器及阀组 成的压力控制系统(26)(以下简称化合物压力系统)。 C)第一容器(1)中，有充气、压縮、抽气装置(11)自控仪器及阀组成的压力控制系 统(12)(以下简称容器压力系统)，使整个容器达到并保持在指定压力。
并有充气、压縮、抽气装置(ll')自控仪器及阀组成的压力控制系统(12')(以下 简称区域压力系统)，使容器某区域达到并保持在指定压力。 D)第一容器内或外，设置加热或冷却装置(8)，温度测量和控制由系统(9)(以下 简称容器温度系统)使容器达到并保持在指定温度； 并设置加热或冷却装置(8')，温度测量和控制由系统(9')(以下简称区域温度系 统)使某区域达到并保持在指定温度。 E)第一容器(1)有气体入口 (10);可供指定数量的气体由此进入，当单质或/和 化合物A放在低压容器外时，也可由此进入。 F)启动抽气装置(11)压力控制系统(12)，使密闭容器中成为负压。 当密闭容器达到中达到最低压力；启动充气系统(ll)，经过气体入口 (10)通入预
处理气体。 G)第一容器(1)中，设置阴极(2)、阳极(3)，或两电极(2' ) (3');电极间有产生 电流、电压的电源(4)。电源是直流、直流脉冲、交流、微波、射频、高频等任一方式；电源系 统(4)供电并对电压、电流进行测量与控制。 H)启动材料温度系统(6) (7)使特定装置或被改性材料C达到并保持在某个一定 温度。 I)启动电源系统(4)，电极间产生辉光放电，在容器指定压力下如1.3Pa 50Pa，对特定装置或被改性材料C表面进行预处理。 J)启动材料温度系统(6) (7)，及辉光放电的热效应使特定装置或被改性材料C温 度不断上升，依工艺要求升至指定温度。 K)采用雾态气体形成方法得到雾态气体AI (m)。方法如下 [1]对单质和/或化合物A，在温度T。时的饱和蒸气压为P。；当温度T。不变，容器 内压力小于P。；或P。不变，容器内温度大于T。时，A均为气体状态。 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器温度T保持在T。，启动容器压力系(11) (12) 使第一容器的压力P保持在P。。
启动装置(23)电源及温度测量控制化合物系统(24)使放在第二容器(22)中的 单质或/和化合物A， A的温度超过T。，由于第一容器(1)与容器(22)出口处相同，保持在 P。， A气化进入容器。此时，第一容器中压力增大，压力系统使密闭容器压力保持在指定压 力。预处理气体逐渐减少第一容器中只有A气体或残留极少量预处理气体。或按需要存留 部分预处理气体。 (a)在第一容器内，启动容器温度系统(8) (9)使容器温度T保持在T。启动容器压 力控制系统(11) (12)使容器的压力P大于P。，部分气态A转变为微纳米的液态A或固态A ;
微纳米液态A或固态A悬浮在气体A中，形成雾态气体A (m);
即T = T。， P > P。时，A(g) — A(s、 1)+A(g) — A(m)。 (b)在第一容器内，启动容器温度系统(8) (9)使容器温度T保持在T。启动区域压 力控制系统(16' ) (17')使容器某区域的压力P大于P。，部分气态A转变为微纳米的液态 A或固态A ; 微纳米的液态A或固态A悬浮在气体A中，形成雾态气体A (m);
即T = T。， P > P。时，A(g) — A(s、 1)+A(g) — A(m)。
(c)在第一容器内，启动容器压力系统(11) (12)使容器压力P保持在P。，启动容器 温度系统(8) (9)使容器内温度T小于T。，部分气态A转变为微纳米的液态A或固态A;微 纳米的液态A或固态A悬浮在气体A中，形成雾态气体A (m);
即p = p。， T < T0时，A(g) — A(s、 1)+A(g) — A(m)。(d)在第一容器内，启动容器压力控制系统(ll) (12)使容器压力P保持在P。，启
动区域温度系统(8') (9')或由于散热快，如靠近炉壁处形成低温区域，使容器内某区域温
度T小于T。，部分气态A转变为微纳米的液态A或固态A ; 微纳米的液态A或固态A悬浮在气体A中，形成雾态气体A(m); 即p = p。， T < T0时，A(g)A(s、 1)+A(g) — A(m)。 当容器中存在不与A起化学反应的气体H时，形成雾态气体I (m); 即A(m)+H(g) — I (m); [2]设第一容器(1)中有预处理气体或气体H(g)，温度低于T。， 在第二容器(22)中，启动化合物温度系统(23) (24)使A的温度升高，超过T。而气化。 但第一容器(1)中的温度低于T。，A气体进入第一容器(1)后，部分气态A转变为 微纳米液态A或固态A，即成为雾态A(m);雾态A(m)在密闭容器的浓度逐渐增加；此时，第 一容器(1)中压力增大。 启动容器压力系统(11) (12)使容器压力保持在某设定压力P ;气体H(g)逐渐减
少，在A的饱和蒸气压是够大时接近为零；第一容器(1)中只有雾态A(m)。 —般说H(g)占有一定比例 即在容器中 A (m) +H (g) — I (m)。 [3]在第一容器中有雾态A(m)，通过气体放电溅射、磁控溅射、离子注入等物理方 法，将单质或/和化合物E转变为微纳米的固态或液态。或直接通入微纳米的固态或液态。
E (s、 1)悬浮在A (m)中，形成雾态气体F (m)
即A(m)+E(s、 l)F(m);
当容器中存在不与A起化学反应的气体H时，形成雾态气体J(m);
即F(m)+H(g) — J(m)。 [4]在第一容器中，有雾态的单质或/和化合物A(m)或A (g)、雾态的单质或/和 化合物B(m)或B(g)。 A与B产生化学反应，形成微纳米固态或液态M(s、l)，气体N(g)。
艮卩A(m)+B(m) — M(s、l)+N(g) — C(m)
A(m)+B(g) — M(s、l)+N(g) — C(m)
A(g)+B(m) — M(s、l)+N(g) — C(m) 雾态C(m)是反应产物，也可以是反应产物与反应后剩余的A或B组成。
当容器中存在不与A、B起化学反应的气体H时，形成雾态气体K(m);
即C(m)+H(g) — K(m)。 [5]在第一容器中，雾态的单质或/和化合物A(m)分解，形成微纳米固态或液态 M(s、l)，气体N(g)。 艮卩A(m) — M(s、 1)+N(g) — D(m) 雾态D(m)是反应产物，也可以是反应产物与反应后剩余的A(m)组成。
当容器中存在不与A起化学反应的气体H时，形成雾态气体L(m);
即D(m)+H(g) — L(m)。 [6]在第一容器中，按上述1、2、3、4、5、形成条件，所形成的雾态气体A(m)B(m) C(m)D (m) I (m) J(m)K(m) L(m)统称为雾态气体AI (m)。是一次或不同时间多次得到两种或两
种以上的单质和/或化合物组成的雾态气体。即可以是八11(!11)+八12(111)+八13(111)+...等组成。 雾态气体AI(m)的特征是由于气态中悬浮微纳米固、液体；雾态气体AI(m)透明 度低；相同电压、电流、气压、温度条件下，辉光的形貌与气体放电不同。
L)启动化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)使第一容器中的单 质或/和化合物按工艺达到指定的数量。 M)在以上产生的雾态气体AI(m)中，启动电源系统(4)，两电极间或阴阳极间产生 电压，在电场作用下，电极间产生气体放电。 N)启动(8) (9) (11) (12)调节容器压力、温度、并启动电源系统(4)的两极间电压、 电流，在雾态气体放电产生的热效应下，特定装置(5)或被改性材料C温度不断上升，依工 艺要求升至指定温度，雾态放电保持一定时间(依工艺要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下得到新材料。或被改性材料C得到不同的物理 化学性能，成为新的材料。 雾态气体放电不限于单一的雾态放电，而是多种雾态放电多次进行，如
A (m)放电+J (m)放电+D (m)放电+...... 雾态气体放电和通常的气体放电、PVD、 CVD、溅射等、能够与本发明的方法交替进 行。如普通气体放电等+J(m)放电。 多种雾态放电与多种普通气体放电多次进行，如 A(m)放电+普通气体放电等+J(m)放电+D(m)放电+另 一种普通气体放电等 通常的PVD、 CVD、溅射、离子鍍、等能在本发明的设备中进行。 材料C是单质或化合物，包括但不限于金属及其合金、陶瓷、玻璃、玻璃纤维、石墨、金刚石、碳纤维、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等聚合物、橡胶、棉、麻、毛、丝、木材等天 然纤维；粘胶纤维、蛋白质纤维等人造纤维、氨纶、涤纶、芳纶、尼龙等合成纤维，以及上述材 料的镀层、涂层、渗层、复合层等。 本发明的优点在于由于雾态气体AI(m)的存在，在密闭容器中，单位体积的雾态 气体中A的浓度，远远高于单位体积的气体中A的浓度；在一些特定条件下物理化学反应更 容易进行，能形成新的材料并有更高的效率。 与单一气体比较，雾态气体AI (m)由多种物质形态组成，单质及化合物选择范围 更宽， 又由于雾态形成时，P不变T < T。， T不变P 〉P。，雾态气体放电与常规气体放电
比较，可以在更低温度或更高压力下进行。 实施例 实施例1.通过雾态氯化铝气体放电在金属材料表面形成渗铝层
雾态气体A(m) :AlCl3，在T。 = 96. 7。C下，饱和蒸气压P。 = 133Pa
改性材料C:模具钢H13 A)第一容器(1)中，将特定装置(5)放在在阴极上，其中待改性材料模具钢H13放 在第一容器(1)内面。加热或冷却装置(6)，由材料温度测量和控制系统(7)(以下简称材 料温度系统)进行温度控制，可使材料C :模具钢H13达到并保持在指定温度1\。
B)固态化合物A1C13装在第二容器(22)中放在第一容器(1)内部或外面。为了 使AlCl3达到并保持在指定温度T4，由加热或冷却装置(23)电源及温度测量控制由化合物 系统(24)(以下简称化合物温度系统)承担。 C)第一容器(1)中，有充气、抽气装置(11)自控仪器及阀组成的压力控制系统 (12)(以下简称容器压力系统)，使整个容器达到并保持在指定压力。 并有充气、抽气装置(ll')自控仪器及阀组成的压力控制系统(12')(以下简称 区域压力系统)，使容器某区域达到并保持在指定压力。 D)在第一容器内或外，设置加热或冷却装置(8)，温度测量和控制由系统(9)(以 下简称容器温度系统)使容器达到并保持在指定温度。 并在某区域设置加热或冷却装置(8')，温度测量和控制由系统(9')(以下简称区 域温度系统)使某区域达到并保持在指定温度。 E)第一容器(1)有气体入口 (10);可供指定的气体由此进入。 F)启动抽气装置(11)压力控制系统(12)，使密闭容器中成为负压。 当密闭容器达到中达到1.3Pa;启动容器压力控制系统(11) (12)，经过气体入口
(10)通入预处理Ar。 G)第一容器(1)中，设置阴极(2)、阳极(3)，阴极与阳极之间由高压电源系统(4)
提供0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，并对电压、电流进行测量与控制。 H)启动电源系统(4)，电极间产生辉光放电，在容器指定压力下如1.3Pa
50Pa，对被改性材料C :模具钢H13表面进行预处理。 I)启动容器压力控制系统(11) (12)使容器达到133Pa。 J)采用雾态气体形成方法得到A1C13雾态气体AI (m)，方法如下 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器温度达IO(TC。
启动化合物温控系统(23) (24)使放在第二容器(22)中的A :A1C13的温度达 12(TC超过T。，由于容器(22)出口处与第一容器(1)相同，其压力已达到133Pa，等于P。，A: AlCl3气化进入第一容器(1)。此时，容器中压力增大。 启动容器压力控制系统(11) (12)使密闭容器压力保持在133Pa。预处理气体逐渐 减少并接近为零；第一容器中只有A1C13气体。 (a)启动容器温度系统(8' ) (9')使第一容器内材料C附近或第一容器外壳温度 达80°C小于T。，部分气态A转变为微纳米液态A或固态A。悬浮在气体A中，形成雾态气体 A(m) 即p = p。， T < T0时，A(g) — A(s、l)+A(g) — A(m)。 (b)或当第一容器温度维持IO(TC，启动化合物温控系统(23) (24)使放在第二容 器(22)中A1C13的温度达12(TC超过T。，由于容器(22)出口处与第一容器(1)相同，其压 力已达到133Pa，等于P。， AlCl3气化进入第一容器(1)。容器中压力增大，此时启动容器的 气体入口处(IO')的区域压力系统(11')(12')及化合物压力系统(24) (25)，使该区域的 压力为150Pa，大于P。部分气态A转变为微纳米液态A或固态A。悬浮在气体A中，形成雾 态气体A(m);即T二T。，P〈P。时，A(g) — A(s、l)+A(g) — A(m)。 K)化合物温度系统(22) (23)、化合物压力系统(24) (25)及容器温度系统(8) (9)、 容器压力系统(11) (12)，使第一容器中的化合物A1C13按工艺保持一定数量。
L)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随模具钢的渗层要求来调节，在电 场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 M)启动(8) (9) (11) (12)调节容器压力、温度、并启动电源系统(4)的两极间电压、 电流，雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电，在辉光放电的热效应下，模具钢C温度不断 上升，依模具钢渗层的要求升至指定温度Tl，如为550°C 。 N)在雾态放电的作用下，雾态AlCl3在550。C模具钢附近分解2A1C13 — 2A1+3C12 成为雾态D (m)，雾态放电保持2小时(依钢渗层的要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，模具钢(5)表面形成Fe、Al固溶体F^Al5、 Fe3Al、FeAl、FeAl2、FeAl3等。 用上述相同的方法，在阴极上放置各种钢铁以及Ni 、 Cr 、 Ti 、 Cu、 Mo、 Nb、 W、 Mg等各
种金属及其合金，表面形成A l的多种合金、化合物层。 实施例2.通过雾态氯化铵气体放电在金属材料表面形成氮化物渗层
雾态气体A(m) :NH4C1 T。 = 162。C下，饱和蒸气压P。 = 133Pa
改性材料C : 35CrMo氮化钢。
所用设备与实施例1相同。 A)将待改性材料35CrMo氮化钢放在阴极上的特定装置(5)中。 B)固体化合物M^C1装在第二容器(22)中，放在第一容器(1)内部或外面。 C)启动容器压力控制系统(11) (12)，使第一容器中形成负压。 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动控制系统(11) (12)，经过气体入口 (10)通入预处
理气体^。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对材料C :35CrMo氮化钢。表面进行预处理。 F)材料C 35CrMo预处理后，启动容器压力系(11) (12)使第一容器的压力达到 50Pa。 G)形成雾态气体 启动升、降温及温控系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在170°C。 由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达到50Pa。启动升、启动
化合物温度系统(23) (24)使在第二容器(22)中的A :固态NH^1的温度超过19(TC，A气化
进入第一容器，气态化合物NH^1在第一容器的浓度逐渐增加；此时，第一容器中压力增大。 启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器压力保持在133Pa ;惰性气体逐渐减
少根据渗层要求达到一定比例，如，40%。第一容器(1)中有气态M^C1、N2。 启动区域温度系统(8') (9')使容器内材料C附近材料C附近或第一容器外壳温
度小于T。为120°C。部分气态A:NH4C1转变为微纳米液态或固态，悬浮在气体A中，形成雾
态气体A(m);或启动温度系统(8) (9)使第一容器温度小于T。形成雾态气体A(m)。 H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)及容器温度系统(8)
(9)、容器压力系统(11) (12)，使第一容器中的化合物NH4C1保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随35CrMo钢的渗层要求来调节，
在电场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 J)启动(8) (9) (11) (12)调节容器压力、温度、并启动电源系统(4)调节两极间电
压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电。35CrMo钢C温度不断上升。依35CrMo
钢渗层的要求升至指定温度，如为550°C。K)在雾态放电的作用下，雾态NH^1在模具钢附近分解
2NH4C1 — N2+3H2+2HC1 雾态放电保持4小时(依钢渗层的要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，35CrMo氮化钢表面形成Fe4N、 F^N、等渗层。 较通常渗氮，厚度提高％ 20以上。用上述相同的方法，在阴极上放置各种钢铁以及Ni、 Cr、 Ti、 Cu、 Al、 Mg、 W、 Mo等金
属及其合金，表面形成氮的化合物层。 实施例3.通过雾态硫气体放电在金属表面形成渗硫层或硫与硫化物的复合层
雾态气体A(m):单质硫T。 = 144. 5。C下，饱和蒸气压P。 = 13. 3Pa
改性材料C:GCr 15轴承钢
所用设备与实施例1相同。 A)将待改性材料GCrl5钢放在阴极上的特定装置(5)中。 B)固体化合物单质硫装在第二容器(22)中，放在第一容器(1)内部或外面。 C)启动抽气装置(11)压力控制系统(12)，使第一容器中形成负压。 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(11)，经过气体入口 (10)通入预处理气
体朋3。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在容器指定压力下如1.3Pa 50Pa，对材料GCrl5钢的表
面进行预处理。
F)材料GCrl5钢预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压力达 到1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在100°C 。 由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达1. 3Pa。启动化合物温
度系统(23) (24)使放在第二容器(22)中的A :单质硫的温度超过190°C ， A气化进入容器。 由于第一容器(1)温度低于T。，气体硫进入第一容器(1)后，部分硫即成为微纳米
的液、固体，即雾态硫A(m)，雾态硫在密闭容器的浓度逐渐增加；此时，第一容器(1)中压力增大。 启动容器压力控制控制系统(11) (12)使容器压力保持在13. 3Pa ;气体朋3逐渐减 少；低压容器中雾态硫AI(m)增多。 H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)及容器温度系统(8) (9)、容器压力系统(11) (12)，使第一容器中的单质硫保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，可随GCrl5钢性能要求来确定，在
电场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 J)运用电源系统(4)调节两极间电压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光
放电。GCrl5钢C温度不断上升。依GCrl5钢渗层的要求升至指定温度Tl，如为140°C。雾
态放电保持2小时(依钢渗层的要求而定)。 K)启动化合物温度系统(23) (24)使硫快速升至300°C ，雾态硫大量进入，第一容 器，压力升高。 L)启动容器压力控制系统(11)(12)，化合物温度系统(23) (24)使压力保持 500Pa。 固体钼粉通入第一容器S2. +Mo — Mo S2或直接通入Mo S2，形成雾态J (m)。
N)运用电源系统(4)化合物温度系统(23) (24)容器温度系统(8) (9)，区域温度 系统(8' ) (9')，材料温度系统(6) (7)使轴承钢温度保持14(TC保温10 50分钟。
0)关闭电源(4)，容器加热系统(8) (9)。 P)当第一容器压力达2000Pa(依复合层厚度而定)。关闭化合物加热系统(24) (23)。 这样，在雾态气体放电的物理化学作用下，轴承钢(5)表面形成Fe、 S的固溶体及 化合物FeS、 FeS2等。并在其上形成了 S+MoS2复合材料。 用上述相同的方法，在阴极上放置各种钢铁以及Ni、Ti、Cu、Mo、Nb、W、Mg、Al等金 属及其合金，表面形成S的固溶体、化合物层及复合材料层。 硫的化合物之上，除Mo^以夕卜，还可以通入WS2、石墨、等微纳米固液体，形成相应 的复合材料。 根据需要，可以溅少J、K、L、M、N、0步骤，则轴承钢(5)表面只形成F e、S的固溶 体及化合物FeS、FeS2等。 实施例4.雾态丙烯酸气体放电对化纤改性 雾态气体A(m):液态丙烯酸。T。 = 39。C，饱和蒸气压P。 = 1330Pa
改性材料C :化学合成纤维涤纶。
所用设备与实施例1相同。 A)将待改性材料涤纶放在两极之间的特定装置(5')中。
B)液体化合物A :液态丙烯酸放在第一容器(1)外面。
C)启动容器压力控制系统(11) (12)，使第一容器中形成负压 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(ll)，经过气体入口 (10)通入预处理气 体空气。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在第一容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对材料涤纶表面 进行预处理。 F)材料涤纶预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压力达到 1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在40°C 。 由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达1. 3Pa。启动化合物温
度系统(23) (24)使放在第二容器(22)中的A:丙烯酸的温度超过4(TC，A气化进入容器。 气态丙烯酸在第一容器的浓度逐渐增加；此时，第一容器中压力增大。 启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器压力保持在600Pa ;空气逐渐减少并
接近为零；第一容器(1)中只有丙烯酸。 启动区域温度系统(8') (9')使第一容器内局部(材料C附近)温度T小于15°C。 部分气态A :丙烯酸转变为微细米液态或固态，悬浮在气体A中，形成雾态气体A (m)。
H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)及容器温度系统(8) (9)、容器压力系统(11) (12)，使第一容器中的丙烯酸保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随渗层要求来调节，在电场作用 下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 J)启动(8) (9) (11) (12)调节容器压力、温度、并启动电源系统(4)调节两极间电 压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电。涤纶C温度不断上升。依涤纶性能的 要求升至指定温度ll(TC。雾态放电保持1小时(依涤纶性能要求而定)。
在雾态气体放电的物理化学作用下，纤维表面接枝亲水性的含氧极性基团，如-OH基等。 用上述相同的方法，在阴极和阳极之间放置合成纤维、天然纤维、玻璃及纤维制 品、碳纤维及制品、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等高聚物，并采用含有双键或三键的不饱和有机 酸或有机化合物等作为雾态气体放电反应物，进行表面改性。改性后的合成纤维，高聚物、 玻璃纤维、碳纤维等表面的吸湿性显著提高。 本实施中的电源(4)也可以是射频、微波、交流、高频电源。 实施例5.雾态硫气体放电对塑料、橡胶的表面改性 雾态气体A(m):单质硫T。 = 144. 5"下，饱和蒸气压P。 = 13. 3Pa 改性材料C:聚氯乙烯 所用设备与实施例1相同。 A)将待改性材料聚氯乙烯放在两极间的特定装置(5')中。
B)即将固体化合物单质硫放在第一容器(1)内部或外面。 C)启动容器压力控制系统(11) (12)，使第一容器中形成负压； D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(11)，经过气体入口 (10)通入预处理气
体朋3。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对材料C :聚氯乙烯表
面进行预处理。 F)材料聚氯乙烯预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压力 达到1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在40°C 。
由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(l)的压力已达1.3Pa，启动升、降温及 温控系统(23) (24)使放在第二容器(22)中的A :单质硫的温度超过20(TC， A气化进入容 器，由于第一容器(1)温度低于T。，气体硫进入第一容器(1)后即成为雾态A(m)，雾态硫在 密闭容器的浓度逐渐增加；此时，第一容器(1)中压力增大。 启动容器压力控制系统(11) (12)使容器压力保持在133Pa ;气体朋3逐渐减少；第 一容器(1)中雾态硫增多。 H)启动化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)及容器温度系统 (8) (9)、容器压力系统(11) (12)，使第一容器中的硫保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，可随聚氯 乙烯性能要求来调节，在电场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十 分钟。 J)运用电源系统(4)调节两极间电压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光 放电。依聚氯乙烯温度不断上升。依聚氯乙烯的性能要求升至指定温度T1，如为8(TC。雾 态放电保持2小时(依聚氯乙烯的要求性能而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，经过表面改性的聚氯乙烯电阻显著增大，
2(TC时体电阻系数由1X1013欧姆 厘米提高到4X1014欧姆 厘米，韧性增加。 用上述相同的方法，在阴极和阳极之间放置聚乙烯、聚丙烯、橡胶等材料，采用采
用硫单质作为雾态气体放电反应物，进行表面改性得到异常的性能。 本实施中的电源(4)也可以是射频、微波、交流、高频电源。 实施例6.雾态气体放电使蚕丝具有抗菌性能 雾态气体A(m):固态碘，T。 = 43. 7"下，饱和蒸气压P。 = 133Pa 改性材料C :蚕丝纤维。 所用设备与实施例1相同。 A)将待改性材料蚕丝纤维放在两极之间的特定装置(5)中。
B)将固体化合物固态碘放在第一容器(1)外面。
C)启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压力达到1. 3Pa。
D)形成雾态气体 启动系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在20°C 。
启化合物温度系统(23) (24)使放在第二容器(22)中的A:单质碘的温度超过 6(TC，容器的压力已达到1.3Pa。固态碘气化进入容器，由于第一容器(1)温度低于T。，碘 气体进入第一容器(1)后即成为雾态A(m)，雾态碘在第一容器的浓度逐渐增加；此时，第一 容器(1)中压力增大。 启动容器压力控制系统(11) (12)使容器压力保持在133Pa ;空气在容器中逐渐减 少；第一容器(1)中只有雾态碘A(m) E)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)使第一容器中的单质碘 保持指定数量。 F)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随工艺要求来调节，在电场作用 下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 G)启动(8) (9) (11) (12)调节第一容器压力、温度、并启动电源系统(4)调节两极
间电压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电。蚕丝温度不断上升。依蚕丝性能
的要求升至指定温度IO(TC 。雾态放电保持0. 5小时(依蚕丝性能要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，经过表面改性的丝纤维制品具有明显抑制葡
萄球菌、大肠杆菌的作用。 用上述相同的方法，在阴极和阳极之间放置其它合成纤维、天然纤维等进行表面 改性，得到类似效果。 本实施中的电源(4)也可以是射频、微波、交流、高频电源。实施例7.雾态气体放 电在金属材料表面形成渗钛层 雾态气体A(m) :TiCl3在T。 = 430。C下，饱和蒸气压P。 = 133Pa
改性材料C :高速钢W18Cr4V。
所用设备与实施例1相同。 A)将待改性材料W18Cr4V钢放在阴极上的特定装置(5)中。 B)将固体化合物TiCl3放在第一容器(1)内部或外面。 C)启动容器压力控制系统(11) (12)，使第一容器中形成负压。 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(11)，经过气体入口 (10)通入预处理气
体Ar。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对材料C :W18Cr4V钢
的表面进行预处理。 F)材料CW18Cr4V钢预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压
力达到1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在450°C [O254] 由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达1. 3Pa。启动化合物温 度系统(23) (24)使在第二容器(22)中的A :TiCl3的温度超过480°C， A气化进入容器。
气态化合物TiCl3在第一容器的浓度逐渐增加；此时，第一容器中压力增大，启动 容器压力控制系统(11) (12)使容器压力保持在133Pa ;惰性气体逐渐减少，气体Ar逐渐减 少并接近为零；第一容器(1)中只有TiCl^
启动区域温度系统(8' ) (9')使第一容器内局部(如容器外壳附近)温度T小于
T。如40(TC。部分气态A:TiCl3转变为液态或固态，悬浮在气体A中，形成雾态气体A(m);
或启动升、降温及温控系统(8) (9)使第一容器温度小于T。形成雾态气体A(m)。 H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)使第一容器中的化合物
TiCl3保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随高速钢的渗层要求来调节，在电 场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 J)启动(8) (9) (11) (12)调节第一容器压力、温度、并启动电源系统(4)调节两极 间电压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电。高速钢C温度不断上升。依钢渗 层的要求升至指定温度Tl，如为560°C。 K)在雾态放电的作用下，雾态TiCl3在560。C钢附近分解2TiCl3 —2Ti+3Cl2、雾
态放电保持4小时(依钢渗层的要求而定)。 采用TiCl4作为反应化合物亦可，在高温气体放电下 3TiCl4+Fe — 3TiCl3+FeCl3 在雾态气体放电的物理化学作用下，高速钢(5)表面形成Fe2Ti、 FeTi、 TiC等渗
层，用上述相同的方法及不同的工艺，在阴极上放置各种钢铁以及Ni、Cu、Mo、Nb、Al、Co等
金属及其合金，表面形成钛的固溶体及化合物渗层。 实施例8.雾态气体放电在金属表面渗铝后渗氮 雾态气体A(m) :A1C13在T。 = 96. 7"C下，饱和蒸气压P。 = 133Pa 改性材料C :模具钢HI3 与实施例1所用设备相同。 A)将待改性材料H13钢放在阴极上的特定装置(5)中。 B)将固体化合物AlCl3第一容器(1)内部或外面。 C)启动第一容器压力控制系统(11) (12)，使第一容器中形成负压。 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(11)，经过气体入口 (10)通入预处理气
体Ar。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在第一容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对材料H13钢的
表面进行预处理。 F)对材料H13钢预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压力达 到1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在300°C
由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达1. 3Pa。启动化合物温 度系统(23) (24)使在第二容器(22)中的A :A1C13的温度超过IO(TC， A气化进入容器。
气态化合物AlCl3在密闭容器的浓度逐渐增加；此时，密闭容器中压力增大，启动 容器压力控制系统(11) (12)使第一容器压力保持在133Pa ;惰性气体逐渐减少，气体Ar逐 渐减少并接近为零；第一容器(1)中只有A1C13气体。 启动区域温度系统(8') (9')使容器内，第一容器外壳附近温度T为8(TC小于T。。部分气态A :ALCl3转变为液态或固态，悬浮在气体A中，形成雾态气体A(m);或启动容器温 度系统(8) (9)使第一容器温度小于T。形成雾态气体A(m); H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)使第一容器中的化合物 AlCl3保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随模具钢的渗层要求来调节，在电 场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟， J)启动(8) (9) (11) (12)调节第一容器压力、温度、并启动电源系统(4)调节
两极间电压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电。模具钢C温度不断上升，
依钢渗层的要求升至指定温度T1，如为56(TC。雾态A1C13在56(TC模具钢附近分解
2A1C13 — 2Al+3Cl2、成为雾D(m)雾态放电保持1小时(依钢渗层的要求而定)。K)通入NH3，第一容器中压力增大，启动容器压力系统使第一容器压力保持在
133Pa ;气体AlCl3逐渐减少达到一定比例，根据渗层要求，如，10X A1C13 :90% NH3。 L)依模具钢渗层的要求在指定温度，如为550°C 。保持6小时(依高速钢渗层的
要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，模具钢(5)表面形成Fe4N、F^N、等，较一般离 子渗氮，同样的时间温度，厚度增加50%以上。 用上述相同的方法，在阴极上放置各种钢铁以及Ni、 Ti、 Cu、 Mo、 Nb、 W等金属及其 合金，表面形成氮的化合物渗层。 实施例9.雾态气体放电在金属表面形成碳、氮渗层 雾态气体A(m) :NH4C1， T。 = 162。C下，饱和蒸气压P。 = 133Pa 改性材料C :35CrMo钢 与实施例1所用设备相同。 A)将待改性材料35CrMo钢放在阴极上的特定装置(5)中。 B)将固体化合物NH4C1放在第一容器(1)内部或外面。 C)启动容器压力控制系统(11) (12)，使密闭容器中形成负压。 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(11)，经过气体入口 (10)通入预处理气体K。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在第一容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对材料35CrMo钢 的表面进行预处理。 F)材料35CrMo钢预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器的压力 达到1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动容器温度系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在170°C ;
由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达1. 3Pa。启动化合物温 度系统(23) (24)使在第二容器(22)中的A :NH4C1温度超过190°C ;A气化进入容器。
气态化合物NH4C1在第一容器的浓度逐渐增加；此时，第一容器中压力增大，启动 材料压力控制系统(11) (12)使容器压力保持在133Pa ;气体N2逐渐减少，第一容器(1)中
有气态朋4(:1』2。
启动区域温度系统(8' ) (9')使容器内，第一容器外壳附近低于临界温度，为 150°C。部分气态A:NH4Cl转变为液态或固态，悬浮在气体A中，形成雾态气体A(m);或启 动容器温度系统(8) (9)使第一容器温度小于T。形成雾态气体A(m)。 H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)使第一容器中的化合物 NH4C1保持指定数量。 I)通入乙醇CH3CH20H(100PaJia -31. 3°C )，并根据渗层要求达到一定比例如 CH3CH20H :40%， NH4C1 :30%， N2 :30%，压力保持在133Pa。 J)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，可随35CrMo钢的渗层要求来调节， 电极间产生火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟，启动(8) (9) (11) (12)调节容器压力、 温度、两极间电压，火花、弧光放电转为辉光放电，35CrMo钢温度不断上升，依钢渗层的要求 升至指定温度，如为55(TC。 K)在雾态放电的作用下，雾态NH4C1、 CH3CH20H在550°C的35CrMo钢附近分解雾 态放电保持4小时(依35CrMo钢渗层的要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，35CrMo钢(5)表面形成氮碳渗层。 用上述相同的方法，在阴极上放置各种钢铁以及Cr、 Ti、 Cu、 Al、 Mg等金属及其合
金，表面形成氮碳的化合物层。 实施例10.雾态气体放电在金属表面形成氮化铁、氮化钛层
雾态气体A(m) :NH4C1 T。 = 162。C下，饱和蒸气压P。 = 133Pa
改性材料C :W18Cr4V钢
与实施例1所用设备相同。A)将待改性材料W18Cr4V钢放在阴极上的特定装置(5)中。 B)将固体化合物NH4C1放在第一容器(1)内部或外面。 C)启动容器压力控制系统(11) (12)，使第一容器中形成负压。 D)当第一容器达到1. 3Pa ;启动充气系统(11)，经过气体入口 (10)通入预处理气
体Ar。 E)启动电源系统(4)，产生0-1500V可调节的直流或脉冲高压电，电极间产生火 花、弧光放电后转为辉光放电，在容器指定压力下如1. 3Pa 50Pa，对待改性材料W18Cr4V 钢。表面进行预处理。 F)待改性材料W18Cr4V钢预处理后，启动容器压力控制系统(11) (12)使第一容器
的压力达到1. 3Pa。 G)形成雾态气体 启动升、降温及温控系统(8) (9)使第一容器(1)温度T保持在170°C。 由于第二容器(22)出口处压力与第一容器(1)的压力已达1.3Pa。启动升、启动
化合物温度系统(23) (24)使在第二容器(22)中的A :固态NH^1的温度超过19(TC，A气化
进入第一容器，气态化合物NH^1在密闭容器的浓度逐渐增加；此时，密闭容器中压力增大。 启动容器压力控制系统(11) (12)使容器压力保持在133Pa ;Ar气体逐渐减少，容
器中仅有NH^1。 启动区域温度系统(8') (9')使第一容器内材料C附近或容器外壳温度小于T。为 120°C。部分气态A:NH4Cl转变为微纳米液态或固态，悬浮在气体A中，形成雾态气体A(m);或启动升、降温及温控系统(8) (9)使容器温度小于T。形成雾态气体A(m)。 H)化合物温度系统(22) (23)及化合物压力系统(24) (25)使第一容器中的化合物
NH4C1保持指定数量。 I)启动高压电源系统(4)，电压350 1500伏，随W18Cr4V钢的渗层要求来调节，
在电场作用下，电极间产生雾态火花、弧光放电，经过数分钟至数十分钟。 J)启动(8) (9) (11) (12)调节第一容器压力、温度、并启动电源系统(4)调节两
极间电压、电流，使雾态火花、弧光放电转为雾态辉光放电，W18Cr4V钢温度不断上升。依
W18Cr4V钢渗层的要求升至指定温度Tl，如为550°C 。 K)在雾态放电的作用下，雾态NH4C1在钢附近分解 2NH4C1 — N2+3H2+2HC1 雾态放电保持4小时(依钢渗层的要求而定)。 L)通入TiCl3气体，通入NH3，使与TiCl4、NH4Cl、NH3达到一定比例，根据渗层要求， 如，60% TiCl4 :30% NH3 :20% NH4C1。 M)依模具钢渗层的要求在指定温度，如为550°C 。放电保持20分钟(依高速钢渗 层的要求而定)。 在雾态气体放电的物理化学作用下，模具钢(5)表面形成Fe4N、F^N、TiN等。
用上述相同的方法，在阴极上放置各种钢铁以及Cr、 Ti、 Cu、 Al、 Mg等金属及其合 金，表面形成氮的化合物层。
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权利要求
一种产生雾态气体的方法，该方法包括步骤1)第一容器，容器或容器局部某特定区域的压力和温度是可设定的；2)在第二容器中提供固态、液态的单质或/和化合物，所述第二容器位于第一容器之内或之外；3)改变第二容器中的温度或/和压力，使位于第二容器中的固态、液态的单质或/和化合物进入第一容器产生雾态气体，该雾态气体弥散在第一容器或第一容器局部区域。
2. 权利要求1所述的方法，其中通过选自如下的一种或多种产生雾态气体固态、液态的单质或/和化合物溅射、离子注入、直接通入；单质或/和化合物分解；单质或/和化合物合成。
3. —种通过雾态气体放电形成新材料或材料改性的方法，该方法包括步骤1) 提供有待在其中形成新材料的装置或有待改性的材料，将其放入第一容器中；2) 通入预处理气体，并产生火花或弧光放电，随后转为辉光放电，利用辉光放电对所述装置或材料进行预处理；3) 加热或冷却在第一容器中的装置或有待改性的材料，达到并保持在-21(TC 1400°C ;4) 按权利要求1所述方法产生单质或/和化合物的雾态气体；5) 启动电源设备，在第一容器两极间产生雾态气体放电，在第一容器的指定压力下如1. 3Pa 50Pa，在特定装置中产生新材料或被改性材料进行雾态气体放电处理。
4. 根据权利要求3的雾态气体放电方法，其中所述的雾态气体放电不限于单一的雾态放电，而是多种雾态放电多次进行。
5. 根据权利要求3的雾态气体放电方法，其中可以使通常的气体放电、PVD、 CVD、溅射等与本发明的雾态气体放电方法交替进行。
6. 根据权利要求3的雾态气体放电方法，其中多种雾态放电与多种普通气体放电多次进行。
7. 根据权利要求3的雾态气体放电方法，其中所述待改性材料是单质或化合物，包括金属及其合金、陶瓷、玻璃、玻璃纤维、石墨、金刚石、碳纤维、聚乙烯等聚合物、天然纤维、人造纤维、合成纤维，以及上述材料的镀层、涂层、渗层和/或复合层。
8. —种用于产生雾态气体并进行雾态气体放电的设备，该设备主要包括下列部分1) 第一容器，所述第一容器包括使容器或某区域达到指定压力的压力系统或区域压力系统；使容器或某区域达到指定温度的温度系统或区域温度系统；气体入口，通过该气体入口通入指定的气体并可通入微纳固液体；2) 第二容器，该第二容器位于第一容器之内或之外并且装有单质或化合物，该第二容器包含使该第二容器达到指定压力的第二压力系统；3) —个或多个加热或冷却装置，这些装置分别用于加热或冷却材料、单质和/或化合物、容器或局部区域的温度，以便使材料、单质和/或化合物、容器或容器局部区域达到指定温度；4) 在第一容器内的电极或阴极和阳极，并且有待产生新材料的装置或有待处理的材料放在两电极间或电极上；以及产生电流和电压的电源，并可以对电压电流进行调节，供给两电极以产生雾态气体放电。
9. 根据权利要求8的设备，其中所述电源可以为直流、直流脉冲、交流、微波、射频或高频电源。
10. 根据权利要求10的设备，其中通常的PVD、CVD、离子镀和/或溅射可以在本发明的设备中进行。
全文摘要
本发明提供了一种制备含有微米纳米固体、液体的雾态气体的方法，以及通过雾态气体放电形成新材料的方法，还提供了以此方法形成新材料的设备。本发明的优点在于雾态气体相对于气态，组成元素及化合物选择范围广，适用温度与压力范围宽。由于雾态AI(m)的存在，在密闭容器中，单位体积的雾态气体中A的浓度，远远高于单位体积的气体中A的浓度。在一些特定条件下物理化学反应更容易进行，能形成新的材料并有更高的效率。
文档编号H05H1/00GK101730373SQ20081017270
公开日2010年6月9日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者张弋飞, 张昕辉 申请人:北京坚润表面材料研究所