[发明专利]常压线状冷等离子体射流产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料表面处理领域，特别涉及一种常压等离子体装置。

背景技术

冷等离子体射流具有产生不依赖被处理物体的性质、表面形貌和尺寸， 气体温度稳定在室温左右，对材料表面的损伤小的优点，是等离子体软处 理的理想选择，在高分子材料、生物科学和医学领域具有广泛的应用前景。

目前对冷等离子体射流的研究主要集中在尺寸较小的微射流冷等离子 体。然而，冷等离子体微射流仅适合于小范围的局部处理，不适合大面积 的工作。如果让等离子体射流应用于大面积、连续工作的生产线，就必须 将其横向尺寸放大，使之成为线状冷等离子体射流。

常压下大面积气体放电主要有两种激发方式：辉光放电(Atmospheric Pressure Glow Discharge，APGD)和介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge， DBD)。APGD容易转化为DBD和弧放电，因此目前还没有APGD大尺 度冷等离子体射流。常压下，相对稳定的大面积低温等离子体主要还是由 DBD产生，但是DBD的放电强度依赖于介质的介电常数、电源波形和放 电电压等众多因素。对于射流性冷等离子体形成而言，高密度的放电有助 于产生相对高强度的等离子体射流，而常规的DBD等离子体密度受到介质 介电常数的限制。因此，常规的APGD和DBD难以产生线状冷等离子体 射流。

现有的线状冷等离子体射流的产生方式主要有以下几种：一种是采用 特殊的介质材料，如相对高介电常数的材料和新型的薄膜介质材料等，提 高放电强度产生等离子体射流，这种方法对介质材料的要求较高；另一种 是采用其他放电方式获得相对高密度的等离子体，如类弧放电，这种方法 产生的等离子体射流均匀度欠佳，而且横向尺度进一步放大有困难；还有 一种方法是通过冷等离子体微射流放电单元拼接成线状冷等离子体射流， 但是冷等离子体微射流的产生装置结构复杂、尺寸偏大，导致拼接效果不 理想，相邻的两个放电单元无法有效地重叠。

因此，需要一种常压线状冷等离子体射流产生装置解决上述问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决无法在常 压下使用普通介质材料产生稳定的、横向尺寸和功率可调的、相对均匀的 线状冷等离子体射流的问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种常压线状冷等离子体射流产生装 置，所述装置具有部件对称结构，包括：介质板；固定在所述介质板的一 个侧面上的梳状悬空电极；固定在所述介质板的另一个侧面上、与所述梳 状悬空电极绝缘、且与音频交流功率源的输出端相连的交流电压电极板； 耐高温和高电压材料板，所述耐高温和高电压材料板的中间有一条狭缝； 放置在所述耐高温和高电压材料板下方、接地的导电材料板，所述导电材 料板的中间有一条狭缝；放置在所述耐高温和高电压材料板以及导电材料 板的狭缝中间的耐高温和高电压薄板；放置在所述导电材料板下方的、遮 住所述导电材料板的狭缝的绝缘材料网和导电材料网，所述导电材料网接 地。

作为本发明的一个实施例，所述介质板的材料为耐高温和高电压材料， 包括玻璃和陶瓷中的一种或几种，所述梳状悬空电极由相互平行的、彼此 绝缘的金属或其他导电材料材料丝构成，所述交流电压电极板由金属或其 他导电材料构成。

作为本发明的一个实施例，所述耐高温和高电压材料板与所述导电材 料板的尺寸和形状相同，所述梳状悬空电极和交流高压电极板的材料、长 度、宽度、厚度、结构和间距可以根据实际需要调整，所述介质板的形状 包括长方形、圆形和其他不规则形状。

作为本发明的一个实施例，所述梳状悬空电极和交流高压电极板与所 述介质板之间的关系包括：所述梳状悬空电极和交流高压电极板与所述介 质板紧密相连；所述梳状悬空电极和交流高压电极板与所述介质板之间留 有空隙；所述梳状悬空电极和交流高压电极板埋在所述介质板的内部。

通过本发明实现了常压下产生稳定、横向尺寸和功率可调的、相对均 匀的线状冷等离子体射流。通过采用悬空电极结构，将装置的体积大大缩 小的同时，使整个装置的制造简单化。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面 的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明