[实用新型]一种大气压介质阻挡放电产生均匀空间等离子体的装置

说明书

一种大气压介质阻挡放电产生均匀空间等离子体的装置，属于大气压低温等离子体应用技术领域。上、下电极分别粘在微孔陶瓷介质板的上表面和陶瓷介质板的下表面；上、下电极各粘有铝箔条，铝箔条作为连接电极的接口，上电极连接外界纳秒脉冲电源的高压端；下电极与纳秒脉冲电源的接地端连接；水电阻的两端分别与纳秒脉冲电源的高压端和接地端连接；所述的微孔陶瓷介质板的中心开通微孔；上、下介质板的四个顶角位置处设置垫片，且四个顶角处均开设通孔，带有螺纹的尼龙螺杆依次穿过上微孔陶瓷介质板、垫片、下陶瓷介质板，尼龙螺杆两端通过尼龙螺母固定。本实用新型能够在5‑10mm的空气间隙下产生均匀介质阻挡放电。

技术领域

本实用新型属于大气压低温等离子体应用技术领域，涉及一种大气压介质阻挡放电产生均匀空间等离子体的装置及使用方法。

背景技术

气体放电产生的低温等离子体在材料表面处理、薄膜沉积、消毒杀菌、废气处理、等离子显示等方面有很好的应用前景，尤其是它能产生臭氧以及降解汽车尾气中的有害气体，从而展示出很好的经济以及环保效益。气体放电产生的低温等离子体根据气压可以大概分为低气压放电等离子体和高气压(可以达到一个大气压及以上)放电等离子体。对于大规模工业生产来说，通过低气压放电产生等离子体由于必须维持在低气压状态，需要真空设备，难以实现流水线连续生产。因此从工业应用角度来说，更需要在大气压条件下产生低温等离子体。

大气压下产生低温等离子体的方式主要有电晕放电、介质阻挡放电和电弧放电。这三种放电比较而言，电晕放电很弱且产生的活性粒子的效率太低，因此不合适工业应用；而电弧放电正好与之相反，放电很强，能量密度很高，因此很容易损伤薄的或者比较脆弱的工件；与前两种放电相比，介质阻挡放电由于等离子体电子温度和等离子体密度适中，更适合应用于材料的表面处理(表面改性，薄膜沉积以及刻蚀等)、等离子体医学(医疗器械的清洗和消毒、口腔清洁、促进伤口愈合、肿瘤缩小)、等离子体照明(紫外及真空紫外光源、平板显示器)以及环保领域(臭氧产生、自来水杀菌、废弃处理)等领域。

大气压介质阻挡放电通常呈现为丝状放电，放电区域由大量自由移动的放电细丝组成，这样的丝状放电难以对材料表面进行均匀改性，且若放电细丝局部能量密度过高会灼伤材料的表面，因此，最适合用来对薄膜、纺织品以及纤维等材料进行处理的是利用介质阻挡放电产生大面积均匀放电。除此之外，有研究表明大气压均匀放电比丝状放电产生活性粒子的效率更高。从而大气压均匀放电是更加经济，更加有效地产生适于工业应用的等离子体的主要手段。

目前，大气压均匀放电的产生主要集中在惰性气体以及氮气中，这不仅增加了生产成本还由于需要密闭的工作环境降低了生产效率。因此最适合大规模工业应用的是在大气压空气中产生大间隙、大面积的均匀放电。然而由于空气的击穿电压高以及由空气中压力、湿度、温度等的波动造成的不稳定性，限制了大气压大间隙下均匀放电的形成。在近20年的研究中，大气压空气均匀放电产生的最大间隙不超过4mm。当间隙大于5mm时，在大气压空气中的放电总是丝状放电。

而本申请采用微孔介质阻挡放电结构，能够在5-10mm范围内产生大面积均匀放电等离子体，在工业化应用中发挥着一定的优势。