[发明专利]介质阻挡放电等离子体增强大体积吸气剂吸附速率的装置

说明书

本发明涉及一种介质阻挡放电等离子体增强大体积吸气剂吸附速率的装置，包括真空腔室、加热棒、吸气剂容器、金属电极介质板、扩压器、供气系统、气压采集系统、抽真空系统和放电系统，其中真空腔室前端与扩压器连接，所述扩压器与供气系统连接，真空腔室后端分别通过管路与抽真空系统和气压采集系统连接，吸气剂容器和金属电极介质板交错设于所述真空腔室中，且所述吸气剂容器内设有加热棒和吸气剂材料，所述金属电极介质板下端与设于真空腔室外侧的放电系统相连。本发明保证大体积吸气剂封装反应的同时，通过加热棒的加热耦合能量以及等离子体中产生的活性物种可加快整个装置中吸气剂的吸气速率。

技术领域

本发明涉及热学、电磁与材料应用领域，具体地说是一种介质阻挡放电等离子体增强大体积吸气剂吸附速率的装置。

背景技术

当前很多领域的工业应用以及基础科学研究均需在真空环境下进行，包括镀膜、热处理、微机电系统、表面科学、原子物理、纳米技术及半导体工业等。对于真空技术而言，内部真空环境及真空度的大小直接影响着工作范围和效率，特别是步入21世纪之后，随着各项应用指标的不断提高和基础学科研究的深入，其运行以及研究的环境均需要不同程度的高真空甚至超高真空来维系，这也对真空封装过程的工艺以及后续真空环境的获得手段提出了更高的要求和挑战。因此，除了采用常规的真空获取手段，如机械泵，分子泵，低温泵等技术之外，基于吸气材料发展而来的真空吸附技术也逐渐受到关注并展露出了更加重要的作用。

非蒸散型吸气剂(Non-Evaporable Getter，NEG)因其平衡气压低、吸气容量大和吸气速率高等特性，已在电真空器件、超高真空获得、原子能工业等科学研究和工业生产中得到了应用。一般来说，目前该类型吸气材料在进行工作时均需要对其进行加热处理，而后吸气剂才具有吸气功能，该过程称为吸气剂的激活过程。传统激活吸气剂的过程一般采用电热丝或者电热棒进行加热，吸气剂在高温下激活并开始吸收气体。

不过，尽管NEG在高真空及超高真空器件中应用具有独特的优势并且已被广泛应用，但随着我国新世纪工业化进程的加快，该型吸气方式的局限性也逐步体现出来：①工业化装置不再局限于小型的真空器件(如化学激光的吸附系统)，往往需要进行放大化处理，而对于大型装置获得高真空时仍须在常规获取手段的基础上采用吸气剂进行吸附处理，该种情况下往往需要增加吸气剂用量，即可能需要大体积的吸气剂才能达到大装置的高真空效果。如何保证大体积吸气剂的封装、吸气是一项技术问题。②吸气剂对部分气体的吸附具有选择性，根据气体种类的不同，吸气速率会受到极大的影响。对于部分较难吸收的气体而言，如氮气，往往需要几百摄氏度的高温才能激活吸气剂吸气，并且激活之后的吸气速率很慢。如何有效提高定量吸气剂对较难吸附气体的吸附速率是十分重要的。

以上这些问题的存在会限制吸气剂的全面应用功能，如何设计一种适应于当前大体积吸气剂应用、并且改善吸气剂对难吸附气体吸附速率的装置是十分重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介质阻挡放电等离子体增强大体积吸气剂吸附速率的装置，保证大体积吸气剂封装反应的同时，通过加热棒的加热耦合能量以及等离子体中产生的活性物种可加快整个装置中吸气剂的吸气速率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种介质阻挡放电等离子体增强大体积吸气剂吸附速率的装置，包括真空腔室、加热棒、吸气剂容器、金属电极介质板、扩压器、供气系统、气压采集系统、抽真空系统和放电系统，其中真空腔室前端与扩压器连接，所述扩压器与供气系统连接，真空腔室后端分别通过管路与抽真空系统和气压采集系统连接，吸气剂容器和金属电极介质板交错设于所述真空腔室中，且所述吸气剂容器内设有加热棒和吸气剂材料，所述金属电极介质板下端与设于真空腔室外侧的放电系统相连。

所述真空腔室前端设有前法兰与所述扩压器后端密封连接，所述真空腔室后端设有两个后法兰,且其中一个后法兰通过第一管路与抽真空系统连接，另一个后法兰通过第二管路与气压采集系统连接，所述真空腔室上侧设有盖板，且所述盖板与真空腔室上端密封连接，所述加热棒穿过所述盖板后插入到对应的吸气剂容器中。