H - Electricity – 01 – J
Patent
H - Electricity
01
J
H01J 37/30 (2006.01) H01J 37/32 (2006.01) H05H 1/24 (2006.01)
Patent
CA 2278751
A .gamma.-mode, resonant-cavity plasma discharge (18) that can be operated at atmospheric pressure and near room temperature using 13.56 MHz rf power is described. Unlike plasma torches, the discharge produces a gas-phase effluent no hotter than 250 °C at an applied power of about 300 W, and shows distinct non-thermal characteristics. In the simplest design, two concentric cylindrical electrodes (14, 20) are employed to generate a plasma in the annular region therebetween. A "jet" of long-lived metastable and reactive species (22) that are capable of rapidly cleaning or etching metals and other materials is generated which extends up to 8 in, beyond the open end of the electrodes (14, 20). Arcing is prevented in the apparatus by using gas mixtures containing He, which limits ionization, by using high flow velocities, and by properly shaping the rf-powered electrode (14). Because of the atmospheric pressure operation, no ions survive for a sufficiently long distance beyond the active plasma discharge to bombard a workpiece, unlike low-pressure plasma sources and conventional plasmas.
La présente invention concerne un jet de plasma (18) à pression atmosphérique. L'invention se rapporte à une décharge de plasma en mode gamma , à cavité résonante, qui peut s'effectuer à pression atmosphérique et sous une température proche de la température ambiante pour un rayonnement HF à 13.56 MHz. A l'inverse des chalumeaux à plasma, la décharge produit un effluent en phase gazeuse d'une température de 250 DEG C maximum pour une puissance appliquée d'environ 300 W, et présente des caractéristiques non thermiques marquées. Dans la conception la plus simple de la présente invention, deux électrodes cylindriques concentriques (14, 20) sont utilisées pour produire un plasma dans la région annulaire comprise entre les deux électrodes. Ces électrodes produisent un jet d'espèces métastables et réactives (22) de longue période qui sont capables de nettoyer ou attaquer rapidement des métaux ou d'autres matières, lequel jet s'étend jusqu'à 8 pouces au-delà de l'extrémité ouverte des électrodes (14, 20). Ces espèces peuvent également éliminer les films et les revêtements. On empêche la formation d'arcs électriques dans l'appareil en utilisant des mélanges de gaz contenant du He, qui limite l'ionisation, en utilisant des vitesses d'écoulement élevées, et en conférant une forme appropriée à l'électrode HF (14). Etant donné que l'opération est effectuée à pression atmosphérique, aucun ion ne survit sur une distance suffisamment longue au-delà de la décharge de plasma actif pour aller bombarder une pièce, contrairement à ce qui se passe avec les sources de plasma à basse pression et les plasmas traditionnels.
Finlayson & Singlehurst
The Regents Of The University Of California
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1416179