专利名称：一种等离子体喷枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对材料进行表面物理化学处理装置，尤其涉及一种应用于常压下干式气相反应、提供高能高密度等离子气流的喷枪装置。
背景技术：
低温等离子体喷枪是一种将低温等离子体气流持续喷出的设备，用于材料的表面改性处理。等离子体作为物质的第四态，其中包含大量的电子、离子及自由基等活性粒子， 这些活性粒子碰撞到被处理物体的表面，会发生相应的物理或化学反应，使材料表面的性质发生变化或是赋予新的功能，以达到其改性处理目的，满足实际应用的需要。相比传统的材料表面处理方法，等离子体处理具有以下几个优点1.等离子体处理材料表面属于干式工艺，有别于常规的液相处理方法，不对环境造成污染，清洁环保；2. 等离子体反应速度较快，处理效率较高，所以能耗相对较小，处理成本较低；3.等离子体处理仅涉及到材料表面，不影响被处理材料本身的性能；4.等离子体处理应用场合较为广泛， 由于其特有的气相反应工艺，低温等离子体大量应用在精密元器件的表面处理领域。然而，传统的等离子体工艺一般必须在负压下进行，通过向两个电极施加高频电源来激发出等离子体进行材料表面的改性处理。在实际应用中，传统等离子体饱受真空腔体的制约。并且由于常规喷枪内激发的各种等离子体粒子对两个电极(通常有一个作为喷口内壁)的刻蚀、撞击作用，易引发喷口与喷射出的等离子体温度的攀升，不适合处理某些敏感材料，因而对常规喷枪处理材料的应用范围造成了不小的限制。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种等离子体喷枪，拓展等离子体喷枪针对某些敏感材料的应用范围，并且同时降低常规等离子体喷枪应的运作条件，优化成本。本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现
一种等离子体喷枪，用于气相反应工艺之中，其特征在于所述喷枪为外层阳极套管， 中间层绝缘套管和内层阴极套管复合的三层套接结构，其中所述外层阳极套管接地，所述内层阴极套管为空心阴极结构并连接高频电源，所述喷枪的喷头空心阴极细于喷枪枪体的空心阴极。进一步地，所述等离子体喷枪为常压下的气相加工装置。本发明一种等离子体喷枪的应用实施，其突出效果为
较之于常规等离子体喷枪，本发明的喷枪结构具有气相反应温和，更适于处理某些敏感材料，而且突破了喷枪对负压及真空腔体的过度依赖，使其能自如地应用于普通大气环境下，且提高了高能粒子的输出密度，材料表面改性处理效果较好。以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
图1是本发明等离子体喷枪的结构剖视图。
具体实施例方式本发明结合了空心阴极与等离子体喷枪结构的优点，既不受限于常规空心阴极处理材料表面所需的负压环境，又改善了常规等离子体喷枪的诸多缺点，例如喷口温度过高， 喷射的高能粒子数量较少，能量较弱等。故本发明的喷枪结构具有大气环境下进行材料的等离子体表面处理的理想性能。如图1所示，该喷枪结构为三层套接结构，从外到内依次为外层阳极套管5，接地充当阳极；中间层绝缘套管4，隔绝内外两管(即阴阳两极)；内层阴极套管3，接高频电源7 充当阴极。喷枪的复合结构剖面形状如图所示，高压气体6从内管较粗的一端进入，从较细的一端(喷口)喷出，喷口的结构为空心阴极结构，故由于中间绝缘管的阻隔，高频电场主要集中在喷口附近，高压气体6流经此处变为高密度高能量的等离子体1。这股等离子体喷射到待处理材料2表面并对其进行相应的气相反应改性处理。相比传统的等离子体喷枪，此种结构由于具备了上述空心阴极的结构，使电场更多的聚集在喷口附近，故喷射出的高能粒子密度较大，能量较高。同时由于避免了常规喷枪内激发的各种等离子体粒子对两个电极(通常有一个作为喷口内壁)的刻蚀、撞击作用而引发的喷口与喷射出的等离子体温度攀升，所以本发明的结构反应较为温和，更适合处理某些敏感材料。此外，该等离子体喷枪是在常压下运作的，在施加了高频电源的两个电极之间通入高速气体，这些气体在穿过高频电场时便形成了等离子体气流，然后顺着喷口喷射到待处理材料的表面。通常，等离子体喷枪较常规负压等离子体所需电源要求更高的电压，但从该等离子体喷枪的突出效果来看，这方面成本的些微增加是合理而值得的，性价比较高。
权利要求
1.一种等离子体喷枪，用于气相反应工艺之中，其特征在于所述喷枪为外层阳极套管，中间层绝缘套管和内层阴极套管复合的三层套接结构，其中所述外层阳极套管接地，所述内层阴极套管为空心阴极结构并连接高频电源，所述喷枪的喷头空心阴极细于喷枪枪体的空心阴极。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体喷枪，其特征在于所述等离子体喷枪为常压下的气相加工装置。
全文摘要
本发明揭示了一种等离子体喷枪，用于气相反应工艺之中，该喷枪为外层阳极套管，中间层绝缘套管和内层阴极套管复合的三层套接结构，其中该外层阳极套管接地，该内层阴极套管为空心阴极结构并连接高频电源，该喷枪的喷头空心阴极细于喷枪枪体的空心阴极。本发明一种等离子体喷枪的应用实施，较之于常规等离子体喷枪，本发明的喷枪结构具有气相反应温和，更适于处理某些敏感材料，而且突破了喷枪对负压及真空腔体的过度依赖，使其能自如地应用于普通大气环境下，且提高了高能粒子的输出密度，材料表面改性处理效果较好。
文档编号H05H1/30GK102291923SQ20111022784
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者温贻芳, 王红卫, 芮延年, 陈新 申请人:苏州工业职业技术学院