[发明专利]液体中等离子电极、液体中等离子产生装置和液体中等离子产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及在液体中产生等离子的等离子技术，更具体地涉及在液体中产生高能等离子的方法和装置，以及其中所用的电极。

技术背景

作为采用等离子的蒸气淀积技术，采用气相等离子的蒸气淀积技术已经按常规被广泛采用。然而，在具有低材料密度的气相等离子中，反应速度低。因此，需要在有高材料密度的液体中产生等离子的技术。

例如，国际公布号02/038827的小册子(文献1)描述产生气泡流体的发明，气泡含有要沉积在电解液中的材料来源，电解液中放有一对隔开的电极，在气泡区产生等离子辉光放电，从而使材料沉积在一个电极上。

然而，文献1中所述的发明采用直流辉光放电。文献1部分介绍通过微波或电磁波辐射帮助辉光放电产生，但未对其专门描述。从技术观点上看，有许多不清楚的要点，且认为文献1中所述的技术只限于直流辉光放电。因此，假定反应速度与气相等离子的水平相同。

而且，日本未审专利公布号2002-301136的公告(文献2)也描述用来自容器外部的微波辐照液体，从而分解液体中的有害物质。文献2涉及来自容器外部的辐射微波，从而分解含于容器中的液体内的有害物质，但并未解释经什么机理分解有害物质。因此，这种方式的微波辐射是不太可能在液体中产生等离子的，且文献2没有描述在液体中产生等离子。即使在液体中可能产生等离子，那也需要提供极强的电力而不具备多少实用性。

此外，日本未审专利公布号2003-297598的公报(文献3)和日本未审专利公布号2004-152523的公报(文献4)中，用超声波发生器对液体例如十二烷的内部进行辐射，从而在液体中产生气泡，同时用电磁波发生器对产生气泡的位置的液体进行电磁波辐射，从而在气泡中产生高能等离子。

发明公开

预期在以上文献3和4中所述的经电磁波辐射液体内部产生液体中等离子的方法能得到高反应速度，因为液相中的分子密度远高于气相中的。然而，在导电液体例如水和醇中，有一个难题，涡电流产生于液体中并消耗辐射电磁波的能量。还有一个难题是由于羟基等吸收某个频率能量而使电磁波衰减。

已经针对以上难题构思本发明，本发明的目的是提供一种液体中等离子电极、液体中等离子产生装置和可在多种液体包括导电液体例如水和醇中简单地产生等离子的液体中等离子产生方法。

为解决以上难题，根据本发明的液体中等离子电极是在液体中产生等离子的液体中等离子电极，其特征在于，具有含有与液体接触的放电端表面的导电元件；和至少除放电端表面之外的覆盖导电元件外围的绝缘元件。

而且，具有放电端表面的导电元件的导电端部分优选具有大致的圆形或大致的矩形横截面，d和x满足-2d≤x≤2d，更优选-d≤x≤d，其中的d是横截面的短轴或短边的长度，且当参照平面是与放电端表面大致平行的绝缘元件的端表面时，x是从参照平面到含有放电端表面的平面距离。

这里，当0＜x时，放电端表面从绝缘元件的端表面(参照平面)向外突出。当x＝0时，放电端表面和参照平面位于相同平面。当x＜0时，放电端表面从绝缘元件的端表面(参照平面)向内退回。

根据本发明的液体中等离子电极，由于在导电元件至少除放电端表面之外的外围带有绝缘元件，因而得到在多种液体例如含水液体中能产生高能等离子的优点。而且，由于上述d和上述x间的关系保持在合适的范围内，不必向电极施加极大电力就能在液体中产生等离子。因此，并不一定需要大电源。而且，该液体中等离子电极具有简单的结构，可简便地制备下面介绍的液体中等离子产生装置。

而且，根据本发明的液体中等离子产生装置的特征在于具有：

含有液体的容器；

液体中等离子电极，所述电极具有导电元件和绝缘元件，所述导电元件具有与液体接触的放电端表面，所述绝缘元件覆盖至少除放电端表面外的导电元件的外围，至少液体中等离子电极的端部置于所述容器内；和

为至少该导电元件提供电力的高频电源。

而且，根据本发明的液体中等离子产生方法是在液体中产生等离子的液体中等离子产生方法，其特征在于，通过高频电源向液体中等离子电极提供电力，所述电极具有导电元件和绝缘元件，所述导电元件具有与液体接触的放电端表面，所述绝缘元件覆盖至少除放电端表面外的导电元件的外围。

由于上述的本发明的液体中等离子电极，本发明的液体中等离子产生装置和液体中等离子产生方法具有能在多种液体，例如含水液体中产生高能液体中等离子的优点。

附图的简述