[发明专利]一种微波脉冲共振放电等离子体射流体模加热改性装置

说明书

本发明涉及微波脉冲共振放电等离子体射流体膜加热改性技术领域，具体涉及一种微波脉冲共振放电等离子体射流体模加热改性装置，包括脉冲调制器、功率放大器、信号发生器、示波器、十字石英管同轴谐振放电装置、同轴线和定向耦合器，本发明由信号发生器发生信号，设置脉冲调制器的脉冲频率值，同时调整功率放大器保持特定功率输出，使温度可调；另外产生的微波在脉冲共振的作用下产生气体放电，从而形成高速高温射流；可通过十字石英管加入不同的喷涂粉末或反应气体，进入热等离子体射流之后，受到射流的加热和加速，最终撞击到基材表面形成涂层；微波场大体积体模分布激励气体放电，进而触发整个等离子体区内同时体模放电，使加热更均匀。

技术领域

本发明涉及微波脉冲共振放电等离子体射流体膜加热改性技术领域，具体涉及一种微波脉冲共振放电等离子体射流体模加热改性装置。

背景技术

等离子体是由大量的带电正、负粒子及中性粒子组成的准中性系统，它是在高温或者其他特定激励条件下产生的一种除固态、液态及气态以外的第四种物质状态。作为物质存在的第四态，等离子体的温度高，粒子动能较大，且其化学性质极为活泼，这些独特的物理及化学性质使其在诸多领域具有性能和技术上的优势。等离子体射流加热技术就是利用高温、高速的等离子体射流及其化学效应发展起来的。由于等离子体加热技术具有能量集中、功率大、温度高、延迟小、稳定性高、加热无污染及对环境适应性好等特点，其在军事、航空航天、发电等诸多领域都具有非常良好的应用前景。

中国专利《电弧加热等离子体喷枪》申请号：201510334998.3，授权公开号：CN104902665A，授权公开日：2015.09.09公开了一种新型电弧加热等离子体喷枪，该装置将电弧加热等离子体喷枪水冷系统进行简化，其工作原理是阴阳极间的直流电电弧，产生高温高速的等离子体射流，但仍存在电极烧蚀、更换麻烦且成本高等缺陷。

中国专利《一种无辐射高效电磁感应加热设备》申请号：CN201710625700.3，授权公开号：CN107197555A，授权公开日：2017.09.22公开了一种无辐射高效电磁感应加热设备，所述无辐射高效电磁感应加热设备,通过在“凹”字形的加热腔室内设置磁性加热体,在凹陷部的感应腔室内设置感应线圈,感应线圈被磁性加热体完全包裹在内,所述无辐射高效电磁感应加热设备,通过在“凹”字形的加热腔室内设置磁性加热体,在凹陷部的感应腔室内设置感应线圈,感应线圈被磁性加热体完全包裹在内。但是设备比较复杂，一次投入的成本相对较高，电磁感应部件感应圈互换性和适应性较差，不宜于在一些形状复杂的工件上应用等缺点。

中国专利《激光加热装置及激光加热系统》申请号：CN201610533778.8，授权公开号：CN106098596A，授权公开日：2016.11.09公开了一种激光加热装置，该装置解决了现有激光加热装置对激光功率调节度有限的技术问题，实现了每次逐步定量对组合材料芯片样品的样品点加热。但是激光加热面积小，激光会伤害人的眼睛、皮肤，大功率激光会损坏仪器设备，甚至引起火灾，须加防范。此外激光设备昂贵，电-光能量转换效率低一般只约1％，大功率二氧化碳气体激光器只到不足10％～15％。

因此，研究一种集等离子体大体积均匀加热、投入成本低、高清洁度环境下表面改性于一体的装置尤为重要，目前人们已经研发了几种装置，但是它们的作用单一，适用范围狭窄，处理效果不明显，或价格昂贵，而未能被人们很好的使用。本发明所研发的一种微波脉冲共振放电等离子体射流体模加热改性装置，适用范围广泛、使用方便、价格低廉，特别是对金属材料表面均匀加热、高清洁度环境涂层方面的处理效果显著。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种微波脉冲共振放电等离子体射流体模加热改性装置，能够有效克服现有技术存在的价格昂贵、电极烧蚀、加热面积小、加入喷涂粉末麻烦、无法在加热过程中不产生杂质。

具体技术方案如下：