等离子体反应设备及物料处理方法技术

本发明专利技术涉及一种等离子体反应设备及物料处理方法，设备包括工作台、反应仓、真空模组、送气模块、射频模组及驱动件。反应仓可转动地装配于工作台，且具有反应腔，可以在反应腔内放置需要处理的物料，例如粉体物料。真空模组对反应腔抽真空，在反应腔内形成真空环境；送气模块向反应腔输送气体，射频模组围设于反应仓外周，向反应腔发射射频波，使反应腔内送入的气体发生电离形成等离子体来处理放置在反应仓内的物料，以改变物料表面的性能；驱动件对反应仓提供旋转驱动力，反应仓在驱动件的驱动下相对工作台转动，以使粉末状物料可以在反应仓内翻转同时与射频电离后的等离子体充分接触，可以对粉末状物料均匀地进行表面处理，提高处理效果。提高处理效果。提高处理效果。

【技术实现步骤摘要】
等离子体反应设备及物料处理方法


[0001]本专利技术涉及材料处理
，特别是涉及等离子体反应设备及物料处理方法。

技术介绍

[0002]等离子体又叫做电浆，是除了气体、液体和固体之外物质的第四态，其主要是气体经高能激发电离之后形成，等离子体中包含各种高能粒子，主要有阴/阳离子、电子、原子和分子。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体，当电子温度和离子温度相等的是高温等离子体,不相等则为低温等离子体。低温等离子体放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体，也叫非平衡态等离子体。基于低温等离子体的这一特点，等离子体在材料处理、金属冶炼、喷涂、焊接、分析以及催化等方向有广泛的应用。
[0003]常见的等离子体对材料表面的处理主要是利用等离子体中高能粒子对材料表面进行轰击达到处理的目的，或者通过将气体电离之后与材料表面进行反应。等离子体中的高能粒子在与材料表面相互作用时，能够有效的进行刻蚀、掺杂等系列的改性，同时，由于等离子体通常具有较好的还原性，其也可以被用于各种金属材料的合成、还原等。一般地，等离子体处理主要是利用等离子体对具有固定形貌的物体进行处理，譬如利用等离子体对芯片、薄膜、工件等进行处理。但是，针对粉体物料进行处理的时候，尤其是批量化处理粉体物料时，传统的等离子体反应装置只能对粉体物料表层的粉末进行处理，难以均匀处理粉体物料。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种等离子体反应设备及物料处理方法，以利用等离子体均匀地处理粉体物料。
[0005]一种等离子体反应设备，包括：
[0006]工作台；
[0007]反应仓，可转动地装配于所述工作台，且具有反应腔；
[0008]真空模组，对所述反应腔抽真空；
[0009]送气模块，向所述反应腔输送气体；
[0010]射频模组，围设于所述反应仓外周，向所述反应腔发射射频波；以及
[0011]驱动件，对所述反应仓提供旋转驱动力，所述反应仓在所述驱动件的驱动下相对所述工作台转动。
[0012]上述等离子体反应设备中，反应仓可转动地装配于工作台，且具有反应腔，可以在反应腔内放置需要处理的物料，例如粉体物料。真空模组对反应腔抽真空，在反应腔内形成真空环境；送气模块向反应腔输送气体，射频模组围设于反应仓外周，向反应腔发射射频波，使反应腔内送入的气体发生电离形成等离子体来处理放置在反应仓内的物料，以改变物料表面的性能。同时，驱动件对反应仓提供旋转驱动力，反应仓在驱动件的驱动下相对工
作台转动，以使粉末状物料可以在反应仓内翻转同时与射频电离后的等离子体充分接触，对粉末状的物料可以均匀地进行表面处理，提高处理效果。
[0013]在其中一个实施例中，还包括搅拌件，所述搅拌件凸出设置于所述反应腔内。
[0014]在其中一个实施例中，所述反应仓包括反应段和安装段，所述反应段和所述安装段沿所述反应仓的旋转轴线所在的第一方向分布，且所述安装段支撑于所述工作台上；
[0015]其中，所述反应段在垂直所述第一方向横截面内的截面积，大于所述安装端在垂直所述第一方向横截面内的截面积。
[0016]在其中一个实施例中，所述射频模组包括射频电源、射频线圈所述射频线圈绕设于所述反应仓外周，所述射频电源设于所述工作台并与所述射频线圈电连接。
[0017]在其中一个实施例中，所述射频模组还包括辐射屏蔽罩，所述辐射屏蔽罩套设于所述射频线圈背向所述反应仓的外周。
[0018]在其中一个实施例中，所述真空模组包括真空泵和真空计，所述真空泵与所述反应腔可选择地通断，用于对所述反应腔抽真空，所述真空计与所述反应腔连通，用于检测所述反应腔内的压力。
[0019]在其中一个实施例中，还包括冷却系统，所述冷却系统与所述射频模组之间冷却换热。
[0020]在其中一个实施例中，所述驱动件为可输出旋转运动的磁流体密封件。
[0021]一种物料处理方法，包括以下步骤：
[0022]将待处理的物料放置于反应腔内，并对所述反应腔抽真空；
[0023]向所述反应腔内通入加工气体，并使反应腔旋转；
[0024]向反应腔内发射射频波，激发所述加工气体形成等离子体来处理所述物料表面。
[0025]在其中一个实施例中，所述加工气体为惰性气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述惰性气体形成等离子体来轰击刻蚀所述物料表面；或者
[0026]所述加工气体为反应气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述反应气体形成等离子体来与所述物料表面发生化学反应；或者
[0027]所述加工气体为掺杂气体，向所述反应腔内发射射频波，激发所述掺杂气体形成等离子体来在所述物料表面掺杂元素；
[0028]所述加工气体为包覆气体，向所述反应腔内发射射频波，物料激发所述包覆气体形成的等离子体物料沉积包覆于所述物料表面。
附图说明
[0029]图1为本专利技术一实施例中等离子体反应设备的结构示意图。
[0030]100、等离子体反应设备；10、工作台；20、反应仓；21、反应腔；22、反应段；24、安装段；30、搅拌件；40、真空模组；42、真空泵；44、真空计；46、控制阀；50、送气模块；60、射频模组；62、射频电源；64、射频线圈；66、辐射屏蔽罩；70、驱动件；80、冷却系统；90、控制系统。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所
描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034]正如
技术介绍
所述，等离子体是材料改性合成的有效手段。例如，等离子体中的高能粒子在与材料表面相互作用时，能够有效的进行刻蚀、掺杂等系列的改性，同时，由于等离子体通常具有较好的还原性，其也可以被用于各种金属材料的合成、还原等。而传统的材料合成和改性的方法主要是化学和高温煅烧的方法，无论是化学法还是高温煅烧的方法进行材料改性或合成的时候，通常都面临着工艺复杂、能耗高、需要保护气以及大量的溶剂处理污染严重等问题，这些常用的方法会明显增加材料改性和合成的成本。对于化学法，通常需要利用大量的含有反应物质的溶液对材料进行处理，再通过一些列的清洗，干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体反应设备，其特征在于，包括：工作台；反应仓，可转动地装配于所述工作台，且具有反应腔；真空模组，对所述反应腔抽真空；送气模块，向所述反应腔输送气体；射频模组，围设于所述反应仓外周，向所述反应腔发射射频波；以及驱动件，对所述反应仓提供旋转驱动力，所述反应仓在所述驱动件的驱动下相对所述工作台转动。2.根据权利要求1所述的等离子体反应设备，其特征在于，还包括搅拌件，所述搅拌件凸出设置于所述反应腔内。3.根据权利要求1或2所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述反应仓包括反应段和安装段，所述反应段和所述安装段沿所述反应仓的旋转轴线所在的第一方向分布，且所述安装段支撑于所述工作台上；其中，所述反应段在垂直所述第一方向横截面内的截面积，大于所述安装端在垂直所述第一方向横截面内的截面积。4.根据权利要求1所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述射频模组包括射频电源、射频线圈所述射频线圈绕设于所述反应仓外周，所述射频电源设于所述工作台并与所述射频线圈电连接。5.根据权利要求4所述的等离子体反应设备，其特征在于，所述射频模组还包括辐射屏蔽罩，所述辐射屏蔽罩套设于所述射频线圈背向所述反应仓的外周。6.根据权利要求1或2所述的等离子体反应设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双印，陶李，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：