[发明专利]以流体作阻挡介质的柔性平板等离子体发生器

说明书

以流体作阻挡介质的柔性平板等离子体发生器属于介质阻挡放电等离子体发生器领域，其特征在于，以铝合金弹力弹簧和流体封闭在一起构成的流体型介质阻挡放电电极代替了由不易弯曲的金属放电电极和固体介质阻挡材料组成的固体型介质阻挡放电电极，所述流体是指处理材料表面时所需活性离子的溶液或其喷雾流，以解决等离子体均匀性不足甚至产生丝状放电的问题；经化学腐蚀工艺得到的镂空掩膜层贴附于被处理物体表面，其中的镂空图案与待处理表面位置区域、面积、形状相一致，以解决等离子体束处理不同需求的物体表面时无法调整等离子体束作用参数的问题，从而实现了应用的普适性和特殊性。

技术领域

以流体作阻挡介质的柔性平板等离子体发生器属于柔性平板介质阻挡放电等离子体发生器领域，尤其涉及用于材料表面改性和处理的柔性平板介质阻挡放电式等离子体发生器领域。

技术背景

在等离子体材料表面改性与处理领域，被处理材料表面，在宏观上近似于有一定弯曲度(如凸起或下陷)的平板，微观上大部分材料的被处理表面是一个非平整的面，其纵截面为不规则锯齿状。根据被处理材料本身化学组成成分和表面处理工艺的不同，在面对不同种类的表面处理时，放电等离子体强度及其内部活性粒子的组成成份也各不同，如用于表面改性的等离子体与用于表面沉积的等离子体，其活性基团的组成不同。目前广泛采用的介质阻挡放电等离子体发生器技术，其介质阻挡放电高压电极一般由金属放电电极和固体介质阻挡材料组合而成，如把金属放电电极埋在固体介质阻挡材料之中，或在固体介质阻挡放电平板上加装矩阵形式的水电极以用于产生大面积平板沿面放电，所述水电极是把金属针状高压电极直接插入装水的U形管中，见公开号为CN103025040A的中国专利，其共同缺点是：(1)其等离子体发生器本身无法适应被处理物体表面有不同弯度的要求，一是：金属放电电极一般采用金属针电极或金属条状电极，其抗弯强度低，易于损坏。二是：作用于被处理表面的等离子体分布不均匀，易产生高能量的弧光或丝状放电，进而损伤被处理物表面，且有的等离子体发生器为固定结构，本身无法弯曲，如上述专利中提及的水电极。(2)固体介质阻挡材料组成的等离子体发生器，其介质阻挡材料的介电常数已经确定，在面向不同的被处理材料时，只能借助于电源参数的改变或调配不同浓度的混合气体以达到不同被处理材料需要不同等离子体强度的处理要求。(3)固定结构的等离子体发生器在面对不同种类的表面处理时，无法调控放电等离子体内部活性基团的组成成份。

本发明提出了一种以铝合金弹力弹簧为金属放电单元，以栅状形式排列的具有高抗弯强度的金属放电电极，以掺入了不同活性离子的“溶液”作为介质阻挡放电的介质材质，栅状排列的金属放电电极以平行于待处理物表面的形式完全浸入到离子溶液中，从而形成了介质阻挡层的介电常数可调的柔性平板型介质阻挡放电等离子体发生装置，再以掺有活性物质的离子喷雾流作为介质阻挡放电中“气-液”两相放电的工质，解决了上述三个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，为在用介质阻挡放电技术产生的等离子体处理任何物体表面时，提供一种由可弯曲的金属放电电极和密闭在水囊袋中作为介质阻挡材料的离子“溶液”共同组成的柔性平板型介质阻挡放电等离子体发生器。同时，也提供了一种放置在被处理材料表面的刻有对应于被处理物体表面等离子体作用区域的镂空图案的绝缘薄膜，所述镂空图案由掩膜化学腐蚀工艺得到，以解决依据不同的物体表面处理的要求来改变输出等离子体束的作用区域位置、面积以及形状，以提供一种可变几何参数的等离子体发生器。上述两者相结合，解决了平板等离子体发生器在处理物体表面时的特殊需求和一般需求的问题。

本发明的特征在于，以流体作阻挡介质的柔性平板等离子体发生器包括：固定层1、流体型介质阻挡放电电极层、可调等离子体腔体3以及贴附于被处理物体表面的镂空掩膜4，其中：

所述固定层1，是一块可弯曲的弹性绝缘橡胶板，上端面开有纵向流体进水口11和流体出水口12，下端面开设与水囊相对应的凹槽；

所述流体型介质阻挡放电电极层，是由外壳21和流体介质阻挡放电电极层组成，其中：