一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源的制作方法
【專利摘要】一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，包括3片放電環(huán)（1）、3片陶瓷環(huán)（2）、1個陶瓷底座（3）、1個噴嘴（4）、1臺高壓直流電源（5）、1個電容（6）和1個電阻（7）。所述高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）構(gòu)成一個供電系統(tǒng)，將電壓施加于放電環(huán)（1）上，3片放電環(huán)（1）和3片陶瓷環(huán)（2）交叉排列，位于陶瓷底座（3）的中央位置，下端與噴嘴（4）相連。本發(fā)明利用鉬作為電極環(huán)，并由高壓直流電源（5）、電容（6）和電阻（7）組成供電系統(tǒng)，可產(chǎn)生穩(wěn)定的短脈沖大電流的放電等離子體。解決了電極環(huán)在長期放電環(huán)境中變形氧化，放電不穩(wěn)定的問題。
【專利說明】—種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于離子源領(lǐng)域，具體涉及一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源。

【背景技術(shù)】
[0002]直流放電離子源與質(zhì)譜的聯(lián)用越來越引起人們的關(guān)注，直流放電離子源具有工作穩(wěn)定、離子能量分散小、干擾少、靈敏度高等特點，可用于固體分子的分析檢測。其原理是利用電子在高壓電場下轟擊分子束，形成微等離子體而實現(xiàn)離子化。離子化可產(chǎn)生正離子、中性碎片自由基或負(fù)離子。在以往的直流放電離子源中，往往采用不銹鋼作為電極環(huán)的材料，但是不銹鋼的熔點較低，而電離區(qū)的溫度又較高，因此易發(fā)生不銹鋼氧化變形，而導(dǎo)致放電不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以往不銹鋼電極環(huán)在長期放電環(huán)境中變形氧化，放電不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源。
[0004]本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，該離子源包括放電環(huán)(I)、陶瓷環(huán)
(2)、陶瓷底座(3)、噴嘴(4)、高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7);所述高壓直流電源
[5]、電容(6)和電阻(7)構(gòu)成一個供電系統(tǒng),與放電環(huán)(I)相連，將電壓施加于放電環(huán)(I)上，放電環(huán)(I)和陶瓷環(huán)(2 )交叉排列，位于陶瓷底座(3 )的中央位置，下端與噴嘴(4)相連。
[0005]本發(fā)明提供的穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，所述放電環(huán)(I)和陶瓷環(huán)(2)的個數(shù)均為3個；陶瓷底座(3)、噴嘴(4)、高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)的個數(shù)均為I個。
[0006]本發(fā)明提供的穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，所述放電環(huán)(I)的材料為高溫材料鑰，可防止放電環(huán)高溫變形。
[0007]本發(fā)明提供的穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，所述高壓直流電源(5)的電壓為-1000V,電流為0.2A。
[0008]本發(fā)明提供的穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，所述噴嘴(4)的材料為不銹鋼。所述電容(6)的電容為2-10微法。所述電阻(7)的電阻為500歐。
[0009]本發(fā)明提供的穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，由高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7 )組成的供電系統(tǒng)，可產(chǎn)生穩(wěn)定的短脈沖大電流的放電等離子體。
[0010]本發(fā)明運行原理:當(dāng)脈沖氣體由脈沖閥噴出時，在鑰電極環(huán)之間施加高壓電場，使場致電子擊穿氣體形成等離子體放電。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明利用鑰作為電極環(huán)，并由高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)組成供電系統(tǒng)，可產(chǎn)生穩(wěn)定的短脈沖大電流的放電等離子體。解決了電極環(huán)在長期放電環(huán)境中變形氧化，放電不穩(wěn)定的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0013]其中，I—放電環(huán)，2—陶瓷環(huán)，3—陶瓷底座，4—噴嘴，5——高壓直流電源，6——電容，7——電阻；
[0014]圖2為NF3和水混合氣放電的負(fù)離子質(zhì)譜圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合圖1和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0016]本發(fā)明一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，如圖1所示，包括3片放電環(huán)(1)、3片陶瓷環(huán)(2)、1個陶瓷底座(3)、1個噴嘴(4)、1臺高壓直流電源(5)、1個電容(6)和I個電阻(7)。
[0017]所述高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)構(gòu)成一個供電系統(tǒng)，將電壓施加于鑰放電環(huán)(I)上，3片放電環(huán)(I)和3片陶瓷環(huán)(2)交叉排列，位于陶瓷底座(3)的中央位置，下端與噴嘴(4)相連。
[0018]實施例1:
[0019]8%NF3, 32%H2,60%N2和微量水蒸氣通入脈沖氣閥，背壓3大氣壓。打開高壓直流電源(5)，逐步上升電壓，監(jiān)測電流，穩(wěn)定放電時的電壓為700V-850V，電流為5mA左右。穩(wěn)定放電產(chǎn)生的離子進(jìn)入質(zhì)譜分析器，被探測器探測得到各物種的飛行時間質(zhì)譜。從圖2中看至Ij，主要產(chǎn)生了 F_，F(xiàn) (H2O) _，F(xiàn)C (H2O) _和C2H_的離子，其中含碳的負(fù)離子主要來自于放電電極表面殘留的微量的碳。通過監(jiān)測質(zhì)譜強(qiáng)度長達(dá)300個小時，產(chǎn)生的這幾種主要物種能穩(wěn)定存在在質(zhì)譜里而不衰減，表明維持穩(wěn)定放電時間可以超過300個小時。而放電環(huán)(I)采用不銹鋼材料，則維持穩(wěn)定放電時間為100小時以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:該離子源包括放電環(huán)(I)、陶瓷環(huán)(2)、陶瓷底座(3)、噴嘴(4)、高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)； 所述高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)構(gòu)成一個供電系統(tǒng)，與放電環(huán)(I)相連，放電環(huán)(I)和陶瓷環(huán)(2 )交叉排列，位于陶瓷底座(3 )的中央位置，放電環(huán)(I)下端與噴嘴(4)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:所述放電環(huán)(I)和陶瓷環(huán)(2)的個數(shù)均為3個；陶瓷底座(3)、噴嘴(4)、高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)的個數(shù)均為I個。
3.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:所述放電環(huán)(I)的材料為高溫材料鑰。
4.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:所述高壓直流電源(5)的電壓為-1000V，電流為0.2A。
5.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:所述噴嘴(4)的材料為不銹鋼。
6.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:所述電容(6)的電容為2-10微法。
7.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:所述電阻(7)的電阻為500 歐。
8.按照權(quán)利要求1所述穩(wěn)定的直流放電負(fù)離子源，其特征在于:由高壓直流電源(5)、電容(6)和電阻(7)組成的供電系統(tǒng)，可產(chǎn)生穩(wěn)定的短脈沖大電流的放電等離子體。
【文檔編號】H01J49/10GK104282527SQ201310291526
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】唐紫超, 秦正波, 張世宇 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所