专利名称：电弧放电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电弧放电装置，具体的说，涉及一种用于制备一维纳米氧化锌的电弧放电装置。
背景技术：
纳米材料是指尺寸在0.1-100nm之间的物质组成的体系，及尺寸在几个到几百个原子以上范围内的粒子，在此尺度内，材料表现出不同于体材料的许多效应，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、量子隧穿效应和介电限域效应等。氧化锌是一种宽禁带的半导体材料，具有良好的光电、光声效应，可以作为短波场发光器件、场发射器件的基本材料，也可作为太阳能电池的透明窗口、气敏传感器等。一维纳米氧化锌具有作为短波长纳米激光器的潜在应用。
目前制备一维纳米氧化锌的方法主要有热蒸发法、化学气相沉积法、水溶液沉积法、电化学沉积法、激光烧蚀法和模板法等。电弧效电法由于设备结构简单、操作简便，第一次成功制备了碳纳米管，该方法电热转换效率较高，可在很短的时间内使材料汽化，与周围气体热交换，冷却凝聚生成纳米材料，而其一定的高温区域为一维纳米材料的生长提供条件，同时反应区域温度梯度很高，有可能生成尺寸更小的纳米材料。但是该方法由于存在电极导电性要求，难以用于一维纳米氧化锌的制备。因此，就需要对现有的电弧放电装置进行重新设计以实现利用电弧放电法制备一维纳米氧化锌。
发明内容
为了克服现有电弧放电装置的电极导电性方面存在的问题，使得能够利用电弧放电法高效性的特点来制备一维纳米氧化锌，本实用新型提供种改善电极导电性、提高放电效率同时还能保持电弧连续性的电弧放电装置。
本实用新型提供一种电弧放电装置，包括密封腔，密封腔内设有放电阴极，在密封腔内与放电阴极相对地设置放电阳极组件，在密封腔的底板上设置环境气体的入口、抽气口，所述放电阳极组件包括阳极棒，该阳极棒内沿轴向设有一个用以填充氧化锌或锌粉的孔。所述阳极棒安装在散热片上的一个孔内。从散热片顶部开螺纹孔，用螺钉将阳极棒固定。在螺钉与阳极棒之间安置金属片。所述放电阳极组件通过绝缘棒支撑在支撑平台上，所述支撑平台由导轨、滑块组成，支撑平台由电机驱动。在密封腔的前壁上开有孔，穿过该孔安装一个空芯铝筒，所述铝筒的后侧设有进水口和出水口，所述放电阴极固定在铝筒的前端。在密封腔的底板上还设置一个气压表连接口。
本实用新型带来了以下有益效果在阳极棒内开有孔，将需要进行反应的氧化锌或锌粉填入孔中，这样导电的阳极棒材料就作为放电电流通道，解决了原材料导电性差的问题。散热片用以防止放电过程中高温通过阳极棒传递使得支撑环氧树脂发生碳化，而用一定程度对阳极棒进行冷却，并固定阳极棒，而在放电阴极设置的铝筒以及进水口和出水口，则有助于减小放电过程中放电阴极的温度，并减小在阴极表面高温烧结物的生成。电机驱动的滑块用以带动阳极组件前后运动，从而方便电弧启动，并且在放电过程中，如果阳极棒有部分高温蒸发导致电极缩短，能及时向前补充，保证电弧的连续性。螺钉与阳极棒之间的金属片则有助于增大接触面积，提高放电效率。
图1是本实用新型的电弧放电装置的较佳实施例的结构示意图。
图2是图1的电弧放电装置的放电阳极组件的示意图。
具体实施方式
下文将结合附图对本实用新型的电弧放电装置进行具体描述。
首先参看图1，图1是本实用新型的电弧放电装置的较佳实施例的结构示意图。电弧放电装置包括密封腔1，密封腔1的主体是耐高温的石英玻璃板，而密封腔的前壁a、后壁b以及底板c则使用环氧树脂板。在密封腔1的前壁a上开孔，穿过孔安装一个直径为35mm的空芯铝筒2，所述铝筒的后侧设有进水口3和出水口4，在铝筒3前端固定一个直径为35mm的石墨块或金属块5作为放电阴极。铝筒2外设有电源阴极接线柱(未图示)。在装置运行过程中，通过进水口3进水对放电阴极5进行冷却，减小在放电阴极5表面高温烧结物的形成。在密封腔1内与放电阴极5相对地设置放电阳极组件，所述放电阳极组件通过绝缘棒6支撑在密封腔底板c上方的导轨7上的滑块8上，位于密封腔后壁相应位置外的电机9驱动滑块8前后运动。导轨7通过在密封腔1的后壁b上开孔而固定在后壁b上。通常，上述导轨7是丝杆，滑块8是螺母，或者是与其类似的配套装置。绝缘棒6可以是环氧树脂棒或有机玻璃棒。电机9可以是直流电机或步进电机。在密封腔1的底板c上设置三个管道10、11、12，分别作为环境气体的入口、抽气口和气压表连接口。管道10上连有真空阀10a，管道11上连有气压表11a，管道12上连有真空阀12a。
接着参看图2，图2是图1的电弧放电装置的放电阳极组件的示意图。放电阳极组件包括阳极棒20、铝散热片22，在铝散热片22内设有个孔，阳极棒20安装在该孔内。上述阳极棒20可以是石墨棒或钨棒。阳极棒20内沿轴向设有一个用以填充氧化锌或锌粉的孔21。从散热片22顶部开螺纹孔，用螺钉24将阳极棒20固定，在螺钉24上用导线连接到电源阳极。在螺钉24与阳极棒20之间安置金属片23以增大接触面积。
上文所指的前壁、后壁并不限定为固定位置，可以互换。
权利要求1.一种电弧放电装置，包括密封腔(1)，密封腔(1)内设有放电阴极(5)，在密封腔(1)内与放电阴极(5)相对地设置放电阳极组件，在密封腔(1)的底板(c)上设置环境气体的入口、抽气口，其特征在于，所述放电阳极组件包括阳极棒(20)，该阳极棒内沿轴向设有一个用以填充氧化锌或锌粉的孔(21)。
2.根据权利要求1所述的电弧放电装置，其特征在于，所述阳极棒(20)安装在散热片(22)上的一个孔内。
3.根据权利要求2所述的电弧放电装置，其特征在于，从散热片(22)顶部开螺纹孔，用螺钉(24)将阳极棒(20)固定。
4.根据权利要求3所述的电弧放电装置，其特征在于，在螺钉(24)与阳极棒(20)之间安置金属片(23)。
5.根据上述权利要求中任一权利要求所述的电弧放电装置，其特征在于，所述放电阳极组件通过绝缘棒(6)支撑在支撑平台上，所述支撑平台由导轨(7)、滑块(8)组成，支撑平台由电机(9)驱动。
6.根据权利要求1所述的电弧放电装置，其特征在于，在密封腔(1)的前壁(a)上开有孔，穿过该孔安装一个空芯铝筒(2)，所述铝筒(2)的后侧设有进水口(3)和出水口(4)，所述放电阴极(5)固定在铝筒(2)的前端。
7.根据权利要求1所述的电弧放电装置，其特征在于，在密封腔(1)的底板(c)上还设置一个气压表连接口。
专利摘要本实用新型提供一种电弧放电装置，包括密封腔，密封腔内设有放电阴极，在密封腔内与放电阴极相对地设置放电阳极组件，在密封腔的底板上设置环境气体的入口、抽气口，所述放电阳极组件包括阳极棒，该阳极棒内沿轴向设有一个用以填充氧化锌或锌粉的孔。这样，导电的阳极棒材料就作为放电电流通道，解决了原材料导电性差的问题。此外，放电阳极组件通过绝缘棒支撑在支撑平台上，所述支撑平台由导轨、滑块组成，支撑平台由电机驱动。电机驱动的滑块用以带动阳极组件前后运动，从而方便电弧启动，并且在放电过程中，如果阳极棒有部分高温蒸发导致电极缩短，能及时向前补充，保证电弧的连续性。
文档编号B01J19/08GK2936421SQ20062007746
公开日2007年8月22日 申请日期2006年8月14日 优先权日2006年8月14日
发明者吴旭峰, 徐春祥, 朱光平, 凌一鸣 申请人:东南大学