[发明专利]一种等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理装置，特别是一种在常压低温下对材料表面进行放电等离子体处理的等离子体处理装置。

背景技术

随着等离子体技术的发展，等离子体处理装置在现代工业中已经得到了越来越多的应用，尤其是在对材料的表面处理和改性方面取得了很大的进步。经过等离子体处理，可以使对材料的表面进行表面刻蚀(通常是100nm以内)，并进一步的可以使材料表面的化学组成和结构发生改变，从而达到表面改性的目的。以纺织面料为例，可以根据实际的需要调整等离子的工艺参数，从而针对面料表面的亲水憎水性，色牢度和手感等特性进行处理。目前的等离子体处理装置中，用于放电产生高压等离子体的高压电极和低压电极一般都是两块间隔一定空隙的平面，对于这种设计，可以很方便的产生大面积的等离子体；但是，由于电场边缘效应的存在，往往两个电极边缘的放电要远远高于中间部分，导致产生的等离子体均匀性很差。另外，这种形式的电极所能处理的材料宽度有限，因为为了处理更宽的材料，就必须增加电极的长度，然而随着电极长度的增加，都会在自身重力下产生弯曲和形变；对于等离子体处理，高压电极和低压电极的距离都是经过精确计算和控制的，弯曲和变形会使放电的均匀性大大降低甚至完全无法工作，人们虽然设计了各种吊装方式来克服弯曲和形变，但始终无法完全解决这一问题；上述的等离子体处理装置中，工作气体和保护气体都是随待处理的材料，从材料的进入端输入，从材料的输出端排出，这种进气方式造成了等离子体处理过程中的气体分布不均匀，影响了处理效果，而且为了使气体输入等离子体放电区域，不得不加大电极之间的距离，从而提高了工作电压和设备功率，造成能源的浪费，为了减小电极间的距离，就必须改变现有的进气方式而采用在电极板上均匀的设置很多排气口的方式，工作气体直接从所述排气口进入等离子体放电区域，这种方式虽然减小了电极之间的距离，降低了工作电压和设备功率，但是，由于极板上排气口的存在，破坏了极板间电场的均匀性。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有等离子体处理设备的缺陷，从而提供一种放电均匀的等离子体处理装置。

本发明的一种等离子体处理装置，包括用于放电产生等离子体的电极，所述电极包括电极本体104和覆盖在所述电极本体104表面的绝缘介质层101，其特征在于，所述电极本体和所述绝缘介质101之间还设有导电填充层103。

上述等离子体处理装置中，所述电极本体104包括至少一个导电圆柱体，所述圆柱体的外表面包覆有绝缘介质层101，所述圆柱体与所述绝缘介质层101之间设有导电填充层103。

上述等离子体处理装置中，所述导电圆柱体为中空的导电圆柱管201，所述圆柱管内部201设有散热装置。

进一步地，所述散热装置优选通有流体的管道或直接在所述圆柱管内通有流体。

进一步地，所述流体为空气、氮气、氩气等气体或者水、盐水、丙二醇水溶液等液体。。

进一步地，还包括用于固定所述电极的吊装件301，所述吊装件301下部设有沿所述圆柱状电极本体纵向轴的开口，所述开口的宽度小于所述圆柱状电极本体的直径，所述圆柱状电极固定于所述开口上，沿所述圆柱状电极本体的纵向轴可以设有一个或多个吊装件301。

进一步地，还包括气体供给装置，所述电极由至少两个所述圆柱状电极本体组成，所述气体供给装置将工作气体和保护气体通过圆柱状电极本体之间的缝隙输送到等离子体放电区域。

上述等离子体处理装置中，所述电极为平面电极，所述平面电极的表面覆盖有绝缘介质层101，所述平面电极与所述绝缘介质层101之间设有导电的填充层103。

上述等离子体处理装置中，所述填充层103四周设有绝缘密封层102，所述绝缘密封层102由绝缘密封胶和含氟硅橡胶“O”型圈组成。

进一步地，所述填充层103中设有吸气剂，用以吸附填充层中的水气和氧气，所述吸气剂可以掺杂在所述填充层材料中，也可以集中在一块区域内，该区域优选设置在填充层103的四周边缘。

上述等离子体处理装置中，所述填充层103为导电粉末填充层或导电网，所述导电网的网格中还可以填充有导电粉末。

进一步地，所述导电粉末为金属粉末、石墨粉、碳纳米管或各种导电纳米颗粒，所述导电粉末的粒度优选大于100目，更优选的粒度为大于300目。

上述等离子体处理装置中，所述绝缘介质层101的材料为玻璃、硅橡胶、陶瓷或绝缘金属氧化物，所述玻璃包括派热克斯玻璃、K9玻璃、钢化玻璃或石英玻璃等耐温至少为400℃的玻璃，所述绝缘金属氧化物包括氧化铝、蓝宝石和二氧化钛等。