【多功能等离子体实验仪器】
功能、作用介绍：
等离子体是大自然中除固态、气态、液态以外的第四态，是由正离子、负离子、中性原子以及分子所形成的离子化气体状物质。它广泛存在于宇宙中。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体技术的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。
在各高校的材料、物理以及化学学科的多门课程中均涉及到等离子体技术的应用。如《表面工程学》《材料合成与制备方法》、《复合材料》以及《纳米材料与纳米科技》和《薄膜物理》。但由于实验设备的缺乏，很多教学实验无法正常开展。一般实力雄厚的研究团队所购等离子体设备均为团队自用，较少做成公共平台。而且大部分购进的等离子体设备功能较为单一，只能满足某一方面的特殊要求，不能达到多功能化。
在基于多年等离子体技术基础上，优化现有等离子体技术(专利号：ZL2009102725014.4)，综合利用磁控技术、电弧放电技术以及自动控制技术，本仪器利用中空阴极和辅助阳极之间的大功率的弧光放电，产生高浓度的等离子体，避免了其它现有结构复杂的等离子体发生系统，阴阳极结构和材料经过特殊设计，可以长时稳定的工作。
本仪器与现有等离子体发生仪器相比，结构上进行了大幅度的简化。系统结构主要包括四个部分：一是抽气系统;二是控制系统;三是真空室系统;四是中空阴极等离子体源系统。抽气系统主要采用机械泵+分子泵模式，用机械泵进行粗抽，分子泵精抽;根据设定的程序自动完成抽真空，流量计参数设定及控制，基片台转速设定及控制，温控设定及控制，电源电流、电压及镀膜时间的设定与控制，真空计显示等;真空室系统包括400×400×400mm3的腔体以及辅助的进气和出气系统构成;中空阴极等离子体系统包括控弧和起弧系统，控弧采用电磁线圈进行控制，引弧采用接触式机械引弧。
利用该实验台，通入不同的烃类气体，则可以在不同的气压条件下完成石墨烯、碳纳米管以及纳米二氧化钛等的合成实验;改变靶材材质，则可以进行典型的TiN和CrN涂层的实验研究工作。如果通入不同反应气体，则可以完成等离子体催化工作。该仪器的研发将为国内高校多个学科专业提供公共实验平台，满足不同实验教学实验的需要。
该仪器开发团队长期以来一直从事等离子体技术及设备的研究，承担过多项等离子体相关的国家自然科学基金项目及教改项目。目前已经设计和试制了多套实验及生产等离子体装备，应用到多家企业和实验室，在等离子体实验系统的设计和试制等方面具有丰富的理论基础和实践经验。
作品名称：多功能等离子体实验仪器
完成单位：武汉大学
