[发明专利]一种真空电弧放电的电极结构

说明书

技术领域

本发明涉及生产设备，尤其真空电弧放电的生产设备，具体是一种真空电弧放电的电极结构。

背景技术

采用电弧法制备一些材料，如富勒烯、氧化镁晶体、碳纳米管等材料是一种普遍应用的技术。利用电弧法制备材料的生产设备中，真空放电炉是主要装置，而其核心部件之一是放电电极。用于真空直流电弧放电的放电电极结构，目前采用阴极耐高温材料，阳极采用消耗材料或者耐高温材料直接放电，放电时消耗的阳极绝大部分直接转移到阴极极柱上，造成阴极放电电极前移，弧柱、弧根转移，影响电弧放电效果，最重要的是使电弧放电中最关键的弧柱长度控制变得极为困难。

对于需要收集电弧放电后消耗阳极所产生的粉末应用时（如电弧法生成富勒烯），现有电极结构阳极绝大部分都转移到阴极上形成阴极极柱了，能收集的粉末非常少。

发明内容

因此，本发明提出一种真空电弧放电的电极结构。该电极结构能使绝大部分被消耗的阳极不附着在阴极上，并且弧柱长度，弧柱、弧根位置容易控制。该电极结构应用在电弧法生成富勒烯中，同样原材料情况下所能收集的半成品大幅增加，产率也大幅提升。

本发明采用如下技术方案实现：

一种真空电弧放电的电极结构，包括一阴极组件和一阳极组件。该阴极组件包括有一阴极杆、一阴极板和一阴极放电极，该阳极组件包括有一阳极杆，其中，该阴极杆和该阳极杆平行间隔设置，该阴极板垂直地固定连接于该阴极杆的一端，该阴极放电极垂直地固定连接于该阴极板上，并且该阴极放电极的末端与该阳极杆的末端具有一间距，以及该阴极放电极与该阳极杆相互平行设置且之间具有一高度差。

本发明采用如上技术方案，实现了一种适合电弧法生成富勒烯的真空电弧放电的电极结构。该电极结构能使绝大部分被消耗的阳极不附着在阴极上，并且弧柱长度，弧柱、弧根位置容易控制。该电极结构应用在合电弧法生成富勒烯，同样原材料情况下所能收集的半成品大幅增加，产率也大幅提升。

附图说明

图1是本发明一实施例的真空电弧放电的电极结构示意图；

图2是该实施例的阴极板和阴极放电极的立体结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参阅图1所示，作为本发明的一优选实施例的真空电弧放电的电极结构，包括一阴极组件10和一阳极组件20，该阴极组件10和阳极组件20可通过一炉壁固定法兰盘30而被设置于真空电弧炉的炉体内。该阴极组件10包括有一阴极杆101、一阴极板102和一阴极放电极103，该阳极组件20包括有一阳极杆201。其中，该阴极杆101和该阳极杆201是平行间隔设置，该阴极板102垂直地固定连接于该阴极杆101的一端，该阴极放电极103垂直地固定连接于该阴极板102上，并且该阴极放电极103的末端与该阳极杆201的末端具有一间距，以及该阴极放电极103与该阳极杆201相互平行设置且之间具有一高度差。这样，当在该阴极组件10和阳极组件20通过被炉壁固定法兰盘30安装于真空电弧炉上时，该阳极杆201位于该阴极放电极103下方位置。

补充说明的是，上述各部件的固定连接，如该阴极板102与该阴极杆101的固定连接、该阴极放电极103与该阴极板102的固定连接方式可以包括但不局限于螺纹连接、焊接、铆接、一体成型连接等。例如该实施例中是通过阴极板102上的螺孔1021及利用螺栓1011锁固于阴极杆101的端部，以及阴极放电极103与该阴极板102是一体成型的。

该实施例中，该阴极放电极103采用可耐高温材料制成，如钨、钼、石墨等材料在3000℃以上温度时，都能表现良好的导电性、各向稳定性。该阳极杆201根据应用需求，可用多种材料制成，阳极主要为消耗极。 

该阴极杆101和该阳极杆201的主体部分均是用带冷却结构不锈钢棒制成，阴极杆101上的阴极板102是耐高温的阴极板，阳极杆201上装消耗阳极放电材料。

优选的，除该阳极杆201上装消耗阳极放电材料外，还在阳极杆的另一端装一个固定连接一阳极隔热保护套202，该阳极隔热保护套202可为一石墨隔热保护套，从而保护不锈钢材质的阳极杆201的主体不受电弧高温辐射而变形或融化。