一種用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，包括桶的外壁通過陽極接地線（4）與地線相連接而形成陽極（3）、設(shè)置在桶內(nèi)部的陰極（7）和陰極支架（10），所述的陰極支架（10）將陰極（7）支撐在桶內(nèi)，桶狀外壁的進(jìn)氣蓋（13）設(shè)有氣體進(jìn)氣口（1），進(jìn)氣口（1）設(shè)置在進(jìn)氣蓋（13）上的凸出圓錐上方接近圓錐頂?shù)奈恢?，其特征在于：所述的進(jìn)氣蓋（13）和陰極（7）之間設(shè)有石英蓋（6），石英蓋（6）上的凸出圓錐（62）的形狀大小與進(jìn)氣蓋（13）凸出的圓錐形狀相同；所述的石英蓋（6）蓋子的外沿環(huán)狀平板部分上設(shè)有孔。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了等離子體的分布均勻，使納米顆粒的尺寸分布更窄。
【專利說明】一種用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及硅及氮化硅納米顆粒生產(chǎn)領(lǐng)域，特涉及一種用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]納米結(jié)構(gòu)具有尺寸小、比表面積大、比表面能高等特點(diǎn)，同時(shí)具有三大效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。因而在光電學(xué)和力學(xué)等方面表現(xiàn)出一般材料所不具備的諸多特性。硅納米顆粒在生物熒光標(biāo)記、太陽能電池的減反射層以及鋰電池負(fù)極材料方面具有重大的應(yīng)用。氮化硅納米顆?？梢援?dāng)做添加劑加入到塑料或涂料中，使它們的力學(xué)強(qiáng)度以及耐磨損性得到很大的提高，并且還可以降低它們的摩擦系數(shù)；同時(shí)氮化硅納米顆粒在燒結(jié)陶瓷和作為高溫涂層方面具有很好的應(yīng)用。
[0003]目前生產(chǎn)硅納米顆粒的方法有球磨方法，但是球磨法要磨到納米尺寸的話生產(chǎn)效率就會(huì)很低下，并且由于研磨體與原料的碰撞會(huì)使顆粒的純度很差，且顆粒均勻性很差。其次就是脈沖激光燒蝕法，但是脈沖激光燒蝕法裝置復(fù)雜，高功率的激光器很昂貴，且產(chǎn)量很少。還有溶膠-凝膠法和化學(xué)溶液沉淀法，雖然這兩種方法的設(shè)備很簡單，但是生產(chǎn)的納米顆粒粒徑分布寬，分散性差。我們使用的是氣相法生產(chǎn)硅納米顆粒，通過等離子體將硅烷或四氯化硅分解之后結(jié)晶成核生長成納米硅顆粒。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是顆粒的粒徑分布很窄，并且可以通過調(diào)節(jié)氣體在反應(yīng)腔體的停留時(shí)間以及反應(yīng)氣體在反應(yīng)腔體里的密度來精確控制納米顆粒的尺寸。但是現(xiàn)在很多用等離子體法生產(chǎn)納米硅顆粒的設(shè)備的腔體內(nèi)的電磁場分布不均勻，這樣就會(huì)使氣體的生產(chǎn)率低下，造成氣體源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，還使產(chǎn)出的硅納米顆粒的分布相對(duì)比較寬，同時(shí)不能量產(chǎn)，以致不能產(chǎn)業(yè)化。
[0004]此外自蔓延法制備氮化硅具有節(jié)能和省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但是設(shè)備要求高成本高產(chǎn)量低，無法產(chǎn)業(yè)化。
[0005]目前國際上生產(chǎn)氮化硅納米顆粒的方法有硅粉直接氮化法，此方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，成本較低，但是也有燒成溫度高，氮化時(shí)間長，能源浪費(fèi)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，本實(shí)用新型的裝置采用在進(jìn)氣蓋與石英蓋上設(shè)置相應(yīng)的圓錐體，并且合理分布石英蓋上的外沿環(huán)狀平板部分上的孔，同時(shí)在陰極上設(shè)置大于或等于4個(gè)接觸點(diǎn)，從而使陰極上的電場分布均勻，實(shí)現(xiàn)了等離子體的分布均勻，使硅納米顆粒的尺寸分布更窄。
[0007]其次本裝置還能提高了硅納米顆粒的產(chǎn)率，進(jìn)而提高產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)本裝置還可以用來生產(chǎn)氮化硅，二氧化硅等硅的化合物的納米顆粒。
[0008]本裝置還能夠以硅烷(或四氯化硅)、液氨為原料生產(chǎn)氮化硅，生產(chǎn)的氮化硅純度非常高，尺寸分布很窄，還能精確控制納米顆粒的尺寸，使標(biāo)準(zhǔn)偏差在一個(gè)納米以內(nèi)，通過調(diào)節(jié)氣體在等離子體區(qū)域的時(shí)間。本裝置能根據(jù)應(yīng)用需要生產(chǎn)10— 200納米之間任意尺寸的顆粒。且由于反應(yīng)腔體內(nèi)的電場和氣流分布均勻，產(chǎn)率非常高，可以達(dá)到90%以上的產(chǎn)率，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。(硅顆粒生產(chǎn)方法)
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0010]一種用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，包括桶的外壁通過陽極接地線(4)與地線相連接而形成陽極(3)、設(shè)置在桶內(nèi)部的陰極(7)和陰極支架(10)，所述的陰極支架(10 )將陰極(7 )支撐在桶內(nèi)，桶狀外壁的進(jìn)氣蓋(13 )設(shè)有氣體進(jìn)氣口( I)，進(jìn)氣口( I)設(shè)置在進(jìn)氣蓋(13)上的凸出圓錐上方接近圓錐頂?shù)奈恢茫涮卣髟谟?所述的進(jìn)氣蓋(13)和陰極(7)之間設(shè)有石英蓋(6)，石英蓋(6)上的凸出圓錐(62)的形狀大小與進(jìn)氣蓋(13)凸出的圓錐形狀相同；石英蓋(6)的外徑比進(jìn)氣蓋(13)的外徑??；所述的石英蓋(6)蓋子的外沿環(huán)狀平板部分上設(shè)有孔。
[0011]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所得的陰極(7)內(nèi)設(shè)有射頻冷等離子體陰極導(dǎo)線(8)，陰極導(dǎo)線(8)與陰極(7)的接觸點(diǎn)大于或等于4個(gè)，且陰極導(dǎo)線(8)在陰極(7)內(nèi)壁分布均勻。
[0012]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陽極(3)內(nèi)表面設(shè)有上下兩個(gè)桶狀聚四氟乙烯(5)，使得沒有被遮住的外壁內(nèi)表面與陰極(7)的高度相等，確保陰極(7)和陽極(3)的高度一致。
[0013]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陰極(7)的外徑同陽極(3)的外徑比例為3:5，所述進(jìn)氣蓋(13)中圓錐的內(nèi)表面與凸出圓錐(62)的外表面之間的距離等于陰極(7)和陽極(3)的距離。
[0014]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的進(jìn)氣口
(1)為四個(gè)，對(duì)稱分布在進(jìn)氣蓋(13)上，所述的進(jìn)氣蓋(13)還設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱分布的觀察窗
(2)，
[0015]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陰極(7)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)部可通入冷卻水。
[0016]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述陰極(7)外表面和陽極(3)的內(nèi)表面覆蓋有氮化硅涂層，陽極接地線(4)與桶壁的接觸點(diǎn)的高度和陰極導(dǎo)線(8)與陰極接觸點(diǎn)的高度一致，都在陰極(7)的中間位置的高度上。
[0017]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的石英蓋
(6)蓋子的外沿環(huán)狀平板部分上的孔直徑為的孔，兩個(gè)相鄰孔之間圓心的距離是孔直徑的兩倍，石英蓋(6)的外徑為34 CM，進(jìn)氣蓋(13)的外徑為40CM，石英蓋(6)的下表面還設(shè)有一個(gè)外徑與凸出圓錐(62)外徑相同的實(shí)心圓柱體(61)，使實(shí)心圓柱體(61)塞著陰極(7)的上口。
[0018]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陰極支架
(10)設(shè)有三個(gè)孔，分別為冷卻水進(jìn)口(11)、冷卻水出口(12)和陰極導(dǎo)線(8)通過的孔，陰極支架(10)由聚四氟乙烯制成，陰極支架(10)的聚四氟乙烯圓盤上外沿部分隆起而成杯狀，用于固定住陰極(7)。
[0019]如上所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的桶狀外壁的底部內(nèi)表面上焊接有三根鋼桿(15)，三根鋼桿(15)插進(jìn)陰極支架(10)的孔中，起到固定陰極支架(10)的作用，桶狀外壁的底部還有一個(gè)出氣口( 14)，出氣口( 14)與顆粒收集器連接，桶底部設(shè)有循環(huán)冷卻水進(jìn)口(11)、循環(huán)冷卻水出口(12)的孔，桶底部還有個(gè)凸出部分與法蘭盤式真空電極(9)結(jié)合密封在一起，陰極接線(16)通過真空電極(9)與射頻等離子體發(fā)生器陰極導(dǎo)線(8)相連接，將電送至陰極(7)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的石英蓋俯視圖。
[0022]圖3為圖2中本實(shí)用新型的石英蓋A— A向視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]附圖標(biāo)記說明:進(jìn)氣口 1、觀察窗2、陽極3、陽極接地線4、聚四氟乙烯5、石英蓋6、實(shí)心圓柱體61、凸出圓錐62、陰極7、陰極導(dǎo)線8、真空電極9、陰極支架10、冷卻水進(jìn)口 11、冷卻水出口 12、進(jìn)氣蓋13、出氣口 14、鋼桿15、陰極接線16。
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的做進(jìn)一步的說明。
[0025]本裝置如圖1所示，由桶狀的外壁作為陽極3，所述的桶可采用不銹鋼材料，即陽極3為不銹鋼材料，桶的內(nèi)表面覆蓋有Si3N4 (氮化硅)涂層。如圖1所示，桶狀外壁的進(jìn)氣蓋13上有四個(gè)對(duì)稱分布的氣體進(jìn)氣口 1，四個(gè)進(jìn)氣口 I設(shè)置在進(jìn)氣蓋13上的凸出圓錐上方，同時(shí)進(jìn)氣蓋13設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱分布的觀察窗2，用來觀察桶內(nèi)部的等離子體的狀況。進(jìn)氣蓋13的外圍通過螺絲和氟膠密封圈與桶體密封起來，本實(shí)用新型的進(jìn)氣蓋13可采用不銹鋼材料。桶的外壁通過陽極接地線4與地線相連接，陽極接地線4與桶壁的接觸點(diǎn)的高度和陰極導(dǎo)線8與陰極接觸點(diǎn)的高度一致，都在陰極的中間位置的高度上。同時(shí)外壁的部分內(nèi)表面被桶狀的聚四氟乙烯5遮住，使得沒有被遮住的外壁內(nèi)表面與陰極7的高度相等，這樣陽極3和陰極7會(huì)耦合的更好。
[0026]如圖1所示，桶狀外壁的底部內(nèi)表面上焊接有三根鋼桿15，這三根鋼桿15插進(jìn)陰極支架10的孔中，起到固定陰極支架10的作用。桶狀外壁的底部還有一個(gè)出氣口 14，這個(gè)出氣口 14與顆粒收集器連接，最后通過泵使未反應(yīng)的氣體和形成納米顆粒分離，起到在顆粒收集器內(nèi)收集納米顆粒的作用，同時(shí)未反應(yīng)氣體被抽出。同時(shí)如圖1所示，底部還有兩個(gè)孔，這兩個(gè)孔其中一個(gè)是使循環(huán)冷卻水進(jìn)口 11的管道穿出來的孔，另一個(gè)是使循環(huán)冷卻水出口 12處的管道傳出的孔。同時(shí)底部還有個(gè)凸出部分與法蘭盤式真空電極9結(jié)合密封在一起，陰極接線16通過真空電極9與陰極導(dǎo)線8相連接，將電送至陰極7。
[0027]如圖1所示，在進(jìn)氣蓋13和陰極7之間還有一個(gè)淋浴頭式的石英蓋6。如圖2和圖3所示，石英蓋6的形狀與進(jìn)氣蓋13的形狀相似，石英蓋6上的凸出圓錐62的形狀與進(jìn)氣蓋13凸出的圓錐的形狀完全相同，只是所用的材料不同，其次石英蓋6的外徑D2比進(jìn)氣蓋13的外徑Dl小，本石英蓋6的外徑為34 CM，進(jìn)氣蓋13的外徑為40CM。這樣使石英蓋6與氣蓋13形成一定的空間，便于氣體混合，即氣體從進(jìn)氣口 I輸入后，會(huì)在進(jìn)氣蓋13上的凸出圓錐下表面和石英蓋6上的凸出圓錐62上表面之間像光的反射一樣碰撞，圓錐形使它碰撞的路線變長，這樣就碰撞越多，最后實(shí)現(xiàn)氣體分布十分均勻的目的。本實(shí)用新型中優(yōu)選進(jìn)氣蓋13中圓錐的內(nèi)表面與凸出圓錐62的外表面之間的距離等于陰極7和陽極3的距離。
[0028]如圖2所示，石英蓋6蓋子的外沿環(huán)狀平板部分上有很多直徑為的孔，兩個(gè)相鄰孔之間圓心的距離是孔直徑的兩倍，這樣的孔狀結(jié)構(gòu)能夠使氣體的分布更加均勻。石英蓋6的下表面設(shè)有一個(gè)外徑與凸出圓錐62外徑相同的實(shí)心圓柱體61。實(shí)心圓柱體61剛好如同一個(gè)玻璃塞一樣塞著陰極7的上口，實(shí)心圓柱體61能夠使石英蓋6和陰極7之間固定的更好。
[0029]如圖1所示，本裝置的陰極7有夾層，本實(shí)用新型的陰極7也可以采用不銹鋼，夾層內(nèi)部可以通入冷卻水。陰極7內(nèi)壁的中間部位對(duì)稱分布著與陰極導(dǎo)線相應(yīng)的4個(gè)接觸點(diǎn)，相對(duì)于一個(gè)接觸點(diǎn)，四個(gè)接觸點(diǎn)使陰極上的電場分布更加均勻，當(dāng)然，也可以選用更多(偶數(shù)個(gè))的接觸點(diǎn)，這樣效果會(huì)更好。陰極導(dǎo)線8穿過陰極支架10后，陰極導(dǎo)線8外部就用圓柱狀的聚四氟乙烯包裹起來，防止陰極導(dǎo)線在接近桶狀外壁的過程中發(fā)生電弧放電，而影響等離子體的均勻分布。然后導(dǎo)線與法蘭盤式真空電極9相連接。最后有夾層的陰極7的表面包覆有氮化硅涂層。本裝置中陰極7的外徑同陽極3的外徑比例最好為3:5，發(fā)明人通過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)比例下陰陽極之間的等離子體分布更均勻。同時(shí)，在電極的表面涂有氮化硅可以避免在氣體濃度很大的時(shí)候陰極7和陽極3之間導(dǎo)通，從而燒壞電極。
[0030]如圖1所示，陰極支架10的上表面上有三個(gè)孔，孔I是使循環(huán)冷卻水進(jìn)口 11的管道通過的孔，孔3是使循環(huán)冷卻水出口 12的管道通過的孔，在冷卻水進(jìn)口 11和環(huán)冷卻水出口 12循環(huán)的冷卻水最好為不導(dǎo)電的蒸餾水?？?是使陰極導(dǎo)線8通過的孔。陰極支架10由聚四氟乙烯制成，陰極支架10的聚四氟乙烯圓盤上外沿部分隆起而成杯狀，這個(gè)圓盤的外徑為d2，內(nèi)徑為Cl1，這樣就剛好把陰極7圍在盤子里面，固定住陰極7。陰極支架10的下方有三根聚四氟乙烯棒，棒子的底部鉆孔使外壁底部的上表面上焊接的三根鋼桿15正好插在支架上，從而起到支撐陰極支架10的作用。
[0031]如圖1所示，緊貼著陽極3內(nèi)表面有桶狀聚四氟乙烯5，上下兩個(gè)桶狀聚四氟乙烯5，確保陰極7和陽極3的高度一致，從而使它們更好的耦合在一起，產(chǎn)生均勻的等離子體。
[0032]本實(shí)用新型裝置的工作原理是:
[0033]本裝置分成三部分，第一部分是氣體混合均勻區(qū)域，即在桶狀外壁進(jìn)氣蓋13的圓錐體內(nèi)表面和凸出圓錐62的外表面之間，這個(gè)部分是通過氣流在壁上不停的碰撞，使氣流在腔體內(nèi)的分布更均勻，同時(shí)氣體再通過石英蓋6上的孔進(jìn)入陰極7和陽極3之間的腔體時(shí)，氣體的分布更加均勻了。
[0034]第二部分是等離子體區(qū)域，即陰極7和陽極3之間的腔體部分。這個(gè)部分通過射頻發(fā)生器在兩極之間產(chǎn)生高頻(13.56MHZ)的電場，高頻的電場激發(fā)氬氣等離子體，從而氬氣等離子體與硅烷發(fā)生碰撞使硅烷分子變成SiH、SiH2, SiH3等帶電基團(tuán)，這些帶電基團(tuán)結(jié)合在一起之后脫氫生成納米硅顆粒的晶核，晶核長大形成納米硅顆粒。如果是制備氮化硅的話，這部分通過射頻發(fā)生器在兩極之間產(chǎn)生高頻的電場，高頻電場激發(fā)氬氣等離子體，這些氬氣等離子體分別與硅烷和氨氣發(fā)生碰撞，生成SiH、SiH2, SiH3以及帶NH、NH 2等帶電基團(tuán)。這些帶電基團(tuán)結(jié)合在一起之后脫氫形成晶核，而后晶核長大形成氮化硅納米顆粒，碳化硅等化合物也可以用硅烷，甲烷和氬氣作為原料用這套設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。這個(gè)部分最大的問題是陰極截面的電場分布不均勻，為了使其分布更均勻，在陰極的內(nèi)壁上有4個(gè)接觸點(diǎn)與陰極導(dǎo)線連接，實(shí)踐證明這樣等離子體輝光的就能夠充滿整個(gè)陰陽兩極之間的橫截面上，呈橢圓狀，并且不會(huì)晃動(dòng)很穩(wěn)定，這樣使得生產(chǎn)率很高。為了防止陰極7上的溫度過高，從而在陰極7上形成硅薄膜，本實(shí)用新型將陰極7做成有夾層的陰極，在陰極7里面通有循環(huán)冷卻水，從而保證溫度適當(dāng)不致過熱而成膜。
[0035]第三部分是納米顆粒和氣體回收區(qū)域，即圓錐狀的部分下部分裝置，這個(gè)部分做成圓錐狀有利于形成顆粒被氣體帶入到收集器里被收集起來。
[0036]本裝置的優(yōu)點(diǎn)是:
[0037]1.氣體外壁蓋子凸起的圓錐體的內(nèi)表面同淋浴頭式石英蓋凸出圓錐62部分的外表面之間多次來回碰撞進(jìn)入腔體有利于氣體的在腔體均勻化分。2.淋浴頭式石英蓋6中的孔狀結(jié)構(gòu)有利于氣體進(jìn)入腔體時(shí)的均勻分布。3.陰極導(dǎo)線與陰極的接觸點(diǎn)有對(duì)稱的4個(gè)，或者更多可以設(shè)置更多的接觸點(diǎn)，這樣使電極截面上的電場分布更加均勻，從而產(chǎn)生的等離子體更加均勻，這樣就會(huì)提高納米顆粒的生產(chǎn)率，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。4.桶狀聚四氟乙烯5的結(jié)構(gòu)有利于使陰極只與沒有被遮住部分陽極耦合，從而使等離子體的分布更加均勻。5.在外壁蓋子上做四個(gè)對(duì)稱的進(jìn)氣口 1，有利于氣體在腔體的均勻分布。6.陰極通入循環(huán)水冷卻有利于防止硅顆粒因?yàn)殛帢O上的高溫而形成薄膜，這樣不僅使納米顆粒的產(chǎn)量提高還會(huì)使陰極表面結(jié)構(gòu)保持不變，從而保護(hù)陰極。7.在外壁蓋子上做兩個(gè)對(duì)稱的觀察窗有利于觀察腔體等離子體的狀況，以便于調(diào)節(jié)參數(shù)。8.本裝置的制造成本較低，有利于產(chǎn)業(yè)化。9.桶狀的底部為圓錐狀，有利于顆粒被氣體帶入到納米顆粒收集器中，不要在反應(yīng)腔體內(nèi)積累，有利于連續(xù)生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，包括桶的外壁通過陽極接地線(4)與地線相連接而形成陽極(3)、設(shè)置在桶內(nèi)部的陰極(7)和陰極支架(10)，所述的陰極支架(10)將陰極(7 )支撐在桶內(nèi)，桶狀外壁的進(jìn)氣蓋(13 )設(shè)有氣體進(jìn)氣口( I)，進(jìn)氣口( I)設(shè)置在進(jìn)氣蓋(13)上的凸出圓錐上方接近圓錐頂?shù)奈恢茫? 其特征在于:所述的進(jìn)氣蓋(13)和陰極(7)之間設(shè)有石英蓋(6)，石英蓋(6)上的凸出圓錐(62)的形狀大小與進(jìn)氣蓋(13)凸出的圓錐形狀相同；石英蓋(6)的外徑比進(jìn)氣蓋(13)的外徑小；所述的石英蓋(6)蓋子的外沿環(huán)狀平板部分上設(shè)有孔。
2.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所得的陰極(7)內(nèi)設(shè)有射頻冷等離子體陰極導(dǎo)線(8)，陰極導(dǎo)線(8)與陰極(7)的接觸點(diǎn)大于或等于4個(gè)，且陰極導(dǎo)線(8)在陰極(7)內(nèi)壁分布均勻。
3.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陽極(3)內(nèi)表面設(shè)有上下兩個(gè)桶狀聚四氟乙烯(5)，使得沒有被遮住的外壁內(nèi)表面與陰極(7)的高度相等，確保陰極(7)和陽極(3)的高度一致。
4.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陰極(7)的外徑同陽極(3)的外徑比例為3:5，所述進(jìn)氣蓋(13)中圓錐的內(nèi)表面與凸出圓錐(62)的外表面之間的距離等于陰極(7)和陽極(3)的距離。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的進(jìn)氣口( I)為四個(gè)，對(duì)稱分布在進(jìn)氣蓋(13)上，所述的進(jìn)氣蓋(13)還設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱分布的觀察窗(2)。
6.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陰極(7)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)部可通入冷卻水。
7.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述陰極(7)外表面和陽極(3)的內(nèi)表面覆蓋有氮化硅涂層，陽極接地線(4)與桶壁的接觸點(diǎn)的高度和陰極導(dǎo)線(8)與陰極接觸點(diǎn)的高度一致，都在陰極(7)的中間位置的高度上。
8.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的石英蓋(6)蓋子的外沿環(huán)狀平板部分上的孔直徑為3_-5_的孔，兩個(gè)相鄰孔之間圓心的距離是孔直徑的兩倍，石英蓋(6)的外徑為34 CM，進(jìn)氣蓋(13)的外徑為40CM，石英蓋(6)的下表面還設(shè)有一個(gè)外徑與凸出圓錐(62)外徑相同的實(shí)心圓柱體(61),使實(shí)心圓柱體(61)塞著陰極(7)的上口。
9.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的陰極支架(10)設(shè)有三個(gè)孔，分別為冷卻水進(jìn)口(11)、冷卻水出口(12)和陰極導(dǎo)線(8)通過的孔，陰極支架(10)由聚四氟乙烯制成，陰極支架(10)的聚四氟乙烯圓盤上外沿部分隆起而成杯狀，用于固定住陰極(7)。
10.如權(quán)利要求9所述的用于生產(chǎn)硅及氮化硅納米顆粒的裝置，其特征在于:所述的桶狀外壁的底部內(nèi)表面上焊接有三根鋼桿(15)，三根鋼桿(15)插進(jìn)陰極支架(10)的孔中，起到固定陰極支架(10)的作用，桶狀外壁的底部還有一個(gè)出氣口( 14)，出氣口( 14)與顆粒收集器連接，桶底部設(shè)有循環(huán)冷卻水進(jìn)口(11)、循環(huán)冷卻水出口(12)的孔，桶底部還有個(gè)凸出部分與法蘭盤式真空電極(9)結(jié)合密封在一起，陰極接線(16)通過真空電極(9)與射頻等離子體發(fā)生器陰極導(dǎo)線(8)相連接。
【文檔編號(hào)】C01B21/068GK204237561SQ201420772372
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】鄭靈浪, 高志飛, 駱中偉 申請(qǐng)人:鄭靈浪