[实用新型]电弧等离子体炬用引燃气体分配环

说明书

本实用新型的电弧等离子体炬用引燃气体分配环，具有上环体、中环体和下环体；所述上环体的上表面呈具有凹凸结构的异形面，能够与绝缘套的下端面匹配，所述下环体的下表面具有与其外部阳极匹配压紧的圆锥面；所述中环体上绕轴均匀开设有若干切向孔，所述切向孔将流经分配环环体之外的气流导入分配环环体之内流出。本实用新型独立于绝缘套并单独固定于绝缘套底部，能够为气体提供平稳的出气分配结构，形成长期稳定的旋转气流，提高了电弧和电压的稳定性，尤其适用于金刚石材料的沉积制备。

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积设备技术领域，具体涉及一种电弧等离子体炬用引燃气体分配环，特别适用于金刚石涂层和金刚石膜的制备。

背景技术

等离子体炬是用于气相沉积制备单晶材料、多晶材料或薄膜材料的一种重要装置。电弧等离子体炬是该类装置的具体类型之一，其结构一般具有一个阴极以及至少一个阳极，阴极和阳极之间通过施加直流电压以及高频高压能够形成电弧，至少一个相邻的电极之间具有进气通道，进气通道的出气端设有能够使气体形成旋转气流的结构，旋转气流推动电弧阳极斑点高速旋转形成旋转电弧，使等离子体均匀沉积。

在现有的电弧等离子体炬中，进气通道一般设置于绝缘套内，促使气体形成旋转气流的出气端直接设置于绝缘套上，即出气端即为绝缘套底部结构的一部分，由于绝缘套长期在高温使用下可能会因老化等原因产生结构变形，因此容易使得绝缘套底部的出气端结构发生变化，从而使得形成的旋转气流不稳定，直接影响到电弧及电压的稳定，从而导致沉积材料发生纯度降低等不良品质。

采用电弧等离子体炬可以制备多晶金刚石、单晶金刚石或薄膜材料，具有优异的物理性能，还具有很高的强度，可以制作大尺寸膜片，在机械，电子，光学等方面广泛应用。但现有的电弧等离子体炬出气结构限制了金刚石品质、性能的进一步提升。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电弧等离子体炬用引燃气体分配环，独立于绝缘套并单独固定于绝缘套底部，能够为气体提供平稳的出气分配结构，形成长期稳定的旋转气流，提高了电弧和电压的稳定性，尤其适用于金刚石材料的制备。

本实用新型的电弧等离子体炬用引燃气体分配环，具有上环体、中环体和下环体；所述上环体的上表面呈具有凹凸结构的异形面，能够与绝缘套的下端面匹配，所述下环体的下表面具有与其外部阳极匹配压紧的圆锥面；所述中环体上绕轴均匀开设有若干切向孔，所述切向孔将流经分配环环体之外的气流导入分配环环体之内流出。

其中，所述气体分配环可以分体设计，也可以一体成型设计，材质为绝缘胶木或者玻璃丝布板等。

其中，所述上环体具有最小内径的内壁能够与套装于其内部的电极间隙配合，所述下环体具有最大外径的外壁能够与套装于其外部的电极间隙配合。

其中，所述异形面的形态包括但不限于梯形面或者凹槽面等。

其中，所述切向孔的开孔方向与该孔在所在圆上对应的半径方向呈70°-90°夹角，优选呈90°夹角。所述切向孔的数量为3-24个，所述切向孔的直径为0.5-8.0mm。切向孔可以是直孔，孔径也可以沿气流方向由大变小。切向孔的孔道一般情况下设置于同一水平面上，在一些实例中，切向孔的孔道也可以沿切向方向倾斜设置，即切向孔的孔道轴线与分配环环体轴线呈一定的夹角，角度以50°-90°(不含90°)为佳。

所述分配环环体之外具有与切向孔连通的进气导流道，所述进气导流道呈环形。所述进气导流道可以由上环体和中环体的外壁与第一阳极的侧壁共同围合而成，也可以由上环体和中环体的外壁与下环体向上延伸的部分凸起结构共同围合而成。

所述分配环环体之内具有与切向孔连通的出气导流道，所述出气导流道呈环形。所述出气导流道可以由阴极和下环体的内壁共同围合而成，下环体的内壁结构可以根据需要设计为圆柱面、曲面、斜面、或者凹凸面等不同的形态。