[实用新型]过热氢交联反应的原子激发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料合成设备技术领域，尤其涉及过热氢交联反应的原子激发装置。

背景技术

过热氢交联反应（HHIC）的工作原理是系统在高真空的环境中，离子源在磁场的作用下产生氢离子等离子体，这些等离子体中的氢离子在高压电极电压的加速作用下加速进入漂移管，从而使其获得一定的动能。其中的电子和氢离子分别经电子阻挡电源、正离子阻挡电源而被阻挡在离子隔板外，只有中性氢气能进入样品室直接与样品相互作用。这种带有一定能量的中性氢气被称为超热氢，利用能量可控的氢气轰击聚合物样品表面，使得表面分子链上的C-H键断裂，生成C自由基；表面产生的C自由基重新发生交联反应，从而形成一种新的表面结构。但是现在的用于过热氢交联反应的设备使用的离子源通常为磁控电子管微波等离子发生器（Magnetron Microwave ECR）。磁控电子管微波等离子发生器一方面体积较大，另一方面功率可调性很低。在实际使用中，磁控电子管所产生的微波需要通过体积较大的中空微波导管进入外加磁场的共振区域。由于要兼顾电磁匹配和微波反射等技术条件，所以整个微波通道除了微波导管外，还包含有匹配器、防反射保护装置等，使整个等离子体发生器的结构巨大，不利于并联使用，使得过热氢交联技术暂维持在实验研究阶段，而不能应用到工业大规模生产上，极大的限制了过热氢交联技术的应用发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供用于过热氢交联反应的原子激发装置。

用于过热氢交联反应的原子激发装置，包括底座，所述底座下方设置有等离子腔，所述等离子腔侧壁上开设有气体通道，所述等离子腔下方连接漂移管，所述底座上设置有至少一个电子回旋共振同轴等离子体发生器，所述电子回旋共振同轴等离子体发生器包括垂直设置的永磁铁和微波导入装置，所述微波导入装置为同轴线接口，所述同轴线接口连接固态微波发生器，所述固态微波发生器内装设有与所述电子回旋共振同轴等离子体发生器相对应数量的发生器模组，所述永磁铁下方设置有高压电极组。

在其中一个实施例中，所述高压电极组包括从上至下顺次设置的第一高压电极片、第二高压电极片、第三高压电极片和第四高压电极片，所述第一高压电极片、第三高压电极片和第四高压电极片为中间带孔的圆形电极片，所述第二高压电极片设置于所述第一高压电极片和第三高压电极片之间，所述第二高压电极片呈圆筒形，所述第二高压电极片上均匀开设有圆孔，所述第二高压电极片设置于所述漂移管内。

在其中一个实施例中，所述第一高压电极片、第二高压电极片、第三高压电极片和第四高压电极片分别连接可供调压装置。

在其中一个实施例中，所述底座为圆形，所述底座上均匀设置有若干个电子回旋共振同轴等离子体发生器。

在其中一个实施例中，所述气体通道入口设置有阀门。

在其中一个实施例中，所述永磁铁表面设置有冷却管，所述冷却管内充有循环的冷却水，所述冷却管的入口和出口设置于所述电子回旋共振同轴等离子体发生器顶端。

综上所述，用于过热氢交联反应的原子激发装置，包括底座、等离子腔、气体通道和电子回旋共振同轴等离子体发生器，电子回旋共振同轴等离子体发生器包括永磁铁和微波导入装置，微波导入装置连接固态微波发生器，永磁铁下方设置有高压电极组，使用固态微波发生器产生的微波，永磁铁产生稳定的特定强度磁场，从气体通道导入的氢气在微波和特定强度磁场共同作用下产生电子回旋共振现象，氢气在等离子腔内被电离，高压电极组上施加负电压，被离化的氢离子被引出等离子腔加速进入漂移管，与中性氢原子发生碰撞产生超热氢原子，本技术方案中使用体积小且磁性稳定的永磁铁，且直接导入由固态微波发生器产生的微波，使整个等离子发生器的体积较传统的电子回旋共振等离子发生器极大的减小，并且利于通过叠加的方式增加材料的处理面积和范围，利于实现工业化生产。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的俯视结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。