【多功能等離子體實驗儀器】
功能、作用介紹：
等離子體是大自然中除固態、氣態、液態以外的第四態，是由正離子、負離子、中性原子以及分子所形成的離子化氣體狀物質。它廣泛存在于宇宙中。等離子體是一種很好的導電體，利用經過巧妙設計的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體技術的發展為材料、能源、信息、環境空間、空間物理、地球物理等科學的進一步發展提供了新的技術和工藝。
在各高校的材料、物理以及化學學科的多門課程中均涉及到等離子體技術的應用。如《表面工程學》《材料合成與制備方法》、《復合材料》以及《納米材料與納米科技》和《薄膜物理》。但由于實驗設備的缺乏，很多教學實驗無法正常開展。一般實力雄厚的研究團隊所購等離子體設備均為團隊自用，較少做成公共平臺。而且大部分購進的等離子體設備功能較為單一，只能滿足某一方面的特殊要求，不能達到多功能化。
在基于多年等離子體技術基礎上，優化現有等離子體技術(專利號：ZL2009102725014.4)，綜合利用磁控技術、電弧放電技術以及自動控制技術，本儀器利用中空陰極和輔助陽極之間的大功率的弧光放電，產生高濃度的等離子體，避免了其它現有結構復雜的等離子體發生系統，陰陽極結構和材料經過特殊設計，可以長時穩定的工作。
本儀器與現有等離子體發生儀器相比，結構上進行了大幅度的簡化。系統結構主要包括四個部分：一是抽氣系統;二是控制系統;三是真空室系統;四是中空陰極等離子體源系統。抽氣系統主要采用機械泵+分子泵模式，用機械泵進行粗抽，分子泵精抽;根據設定的程序自動完成抽真空，流量計參數設定及控制，基片臺轉速設定及控制，溫控設定及控制，電源電流、電壓及鍍膜時間的設定與控制，真空計顯示等;真空室系統包括400×400×400mm3的腔體以及輔助的進氣和出氣系統構成;中空陰極等離子體系統包括控弧和起弧系統，控弧采用電磁線圈進行控制，引弧采用接觸式機械引弧。
利用該實驗臺，通入不同的烴類氣體，則可以在不同的氣壓條件下完成石墨烯、碳納米管以及納米二氧化鈦等的合成實驗;改變靶材材質，則可以進行典型的TiN和CrN涂層的實驗研究工作。如果通入不同反應氣體，則可以完成等離子體催化工作。該儀器的研發將為國內高校多個學科專業提供公共實驗平臺，滿足不同實驗教學實驗的需要。
該儀器開發團隊長期以來一直從事等離子體技術及設備的研究，承擔過多項等離子體相關的國家自然科學基金項目及教改項目。目前已經設計和試制了多套實驗及生產等離子體裝備，應用到多家企業和實驗室，在等離子體實驗系統的設計和試制等方面具有豐富的理論基礎和實踐經驗。
作品名稱：多功能等離子體實驗儀器
完成單位：武漢大學
