一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置与方法
专利汇可以提供一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 所提供的一种低气压下产生感应耦合热 等离子体 的装置与方法属于低温等离子体产生技术领域。在低气压下，利用射频电源作为激励源，氩气作为等离子体生成气，在双层陶瓷管内将氩气击穿，击穿后的氩气吸收耦合到其中的电 磁场 能量 迅速生成热等离子体，并沿着内层陶瓷管喷口喷射出来，形成感应耦合热等离子体流。利用本发明所产生的热等离子体，可有效避免颗粒在热等离子体处理过程中的 氧 化和氮化现象，为热等离子体在密闭腔室内的材料处理提供技术 基础 。，下面是一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置与方法专利的具体信息内容。
1.一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置，其特征在于：包括等离子体发生装置以及上端开口且侧壁上设有观察窗的不锈钢腔室（108）；所述等离子体发生装置包括一个竖直设置在不锈钢腔室（108）上端口的双层陶瓷管（107）以及环绕在双层陶瓷管（107）外壁的感应线圈（102），感应线圈（102）的两端连接有射频电源（101）；双层陶瓷管（107）的上端口密封设有端盖，端盖上设有与双层陶瓷管（107）的内外夹层相连通的循环冷却水入口（105）；端盖下方固定有一个位于内层陶瓷管之中的石英管（106）；端盖上设有与石英管（106）相连通的等离子体生成气入口（104）；端盖上还设有与内层陶瓷管和石英管（106）之间的夹层相通的保护气入口（103）；双层陶瓷管（107）内外夹层在下端口处密封，内层陶瓷管下端口则密封连接在不锈钢腔室（108）的上端口上，不锈钢腔室（108）侧端连接有真空抽气设备（109）；双层陶瓷管（107）材料为SiN，其中内层陶瓷管厚度为3mm，外层陶瓷管厚度为
2mm，长度均为300mm；内外夹层厚度为1mm，内层陶瓷管内径为60mm。
2.根据权利要求1所述的一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置，其特征在于：
感应线圈（102）由一根内径为8mm，外径为10mm的紫铜管绕制而成；感应线圈共4匝，匝间距为10mm，每匝线圈的内径为74mm；感应线圈（102）中通入循环的去离子水，感应线圈（102）外壁与射频电源（101）相连。
3.根据权利要求1所述的一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置，其特征在于：
石英管（106）是用于通入等离子体生成气，其内径为30mm，外径为34mm，长度为40mm。
4.根据权利要求1所述的一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置，其特征在于：
射频电源（101）是一种电子管式功率源，振荡功率为100 kW, 工作频率为3.0±0.5MHz。
5.根据权利要求1所述的一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置，其特征在于：
不锈钢腔室（108）是双层水冷结构，且上端与等离子体发生装置密封相连，下端密封，侧端与真空抽气设备（109）相连。
6.根据权利要求1所述的一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置，其特征在于：
采用双极水环泵，型号为2S-230作为真空抽气设备（109），其极限真空为3.5kPa。
7.一种低气压下产生感应耦合热等离子体的方法，采用如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括以下步骤：首先利用真空抽气设备（109）将不锈钢腔室（108）内的气压维持在
32-40 kPa；其次由离子体生成气入口（104）通入氩气作为等离子体生成气，气流量为2.0 m3/h；逐渐升高射频电源（101）的阳极电压，当阳极电压达到6-7kV，阳极电流突变，且大于
5A时表示已点燃等离子体；增加电源的输出功率的同时由保护气入口（103）加入保护气，所述保护气为氩气、氮气、氧气中的其中一种；调节等离子体生成气流量和不锈钢腔室（108）气压，以维持稳定的等离子体。
一种低气压下产生感应耦合热等离子体的装置与方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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