[發明專利]用于獲取超高真空的真空系統及方法

在審

• 申請號: 202010324159.4
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111394711A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 馬杰;武寄洲;劉文良;李玉清;鄭寧宣;肖連團;賈鎖堂
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C23C14/56
• 分類號: C23C14/56;C23C14/34
• 代理公司: 太原新航路知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發明涉及超高真空系統，具體是一種用于獲取超高真空的真空系統及方法。本發明解決了現有超高真空系統真空度不夠高的問題。用于獲取超高真空的真空系統，包括真空腔、鈦升華泵、角閥、渦輪分子泵、離子規、充氣閥、氮氣源、濺射離子泵、三通管；其中，真空腔為圓筒形結構；真空腔的頂壁中央開設有一個抽真空接口，該抽真空接口與鈦升華泵連通；真空腔的側壁上部開設有一個抽真空接口，該抽真空接口通過角閥與渦輪分子泵連通；真空腔的側壁上部還開設有一個測量接口，該測量接口與離子規連通；真空腔的側壁中部開設有一個充氣接口，該充氣接口通過充氣閥與氮氣源連通。本發明適用于各種對真空度有較高要求的物理、化學實驗。

技術領域

本發明涉及超高真空系統，具體是一種用于獲取超高真空的真空系統及方法。

背景技術

超高真空系統廣泛應用于各種對真空度有較高要求的物理、化學實驗。然而在實際應用中，現有超高真空系統由于自身原理所限，普遍存在真空度不夠高的問題，由此導致實驗效果較差?；诖耍斜匾l明一種用于獲取超高真空的真空系統及方法，以解決現有超高真空系統真空度不夠高的問題。

發明內容

本發明為了解決現有超高真空系統真空度不夠高的問題，提供了一種用于獲取超高真空的真空系統及方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：

用于獲取超高真空的真空系統，包括真空腔、鈦升華泵、角閥、渦輪分子泵、離子規、充氣閥、氮氣源、濺射離子泵、三通管；

其中，真空腔為圓筒形結構；真空腔的頂壁中央開設有一個抽真空接口，該抽真空接口與鈦升華泵連通；真空腔的側壁上部開設有一個抽真空接口，該抽真空接口通過角閥與渦輪分子泵連通；真空腔的側壁上部還開設有一個測量接口，該測量接口與離子規連通；真空腔的側壁中部開設有一個充氣接口，該充氣接口通過充氣閥與氮氣源連通；真空腔的側壁下部開設有一個抽真空接口，該抽真空接口與濺射離子泵連通；真空腔的側壁下部還開設有一個連接口，該連接口與三通管的前端連通；三通管的后端和上端均封閉；真空腔的側壁下部還開設有一個與連接口正對的光學窗口，該光學窗口為石英光學窗口。

真空腔的漏率小于1×10^-12mbar·L/s。

所述抽真空接口、測量接口、充氣接口、連接口均為法蘭接口。

用于獲取超高真空的方法（該方法是基于本發明所述的用于獲取超高真空的真空系統實現的），該方法是采用如下步驟實現的：

步驟一：啟動渦輪分子泵，并打開角閥和充氣閥，氮氣源將純度為99.9%的氮氣充入真空腔內，充氣氣壓為0.1MPa，真空腔內的H₂、H₂O、CO₂、CO經渦輪分子泵排出；

步驟二：當充氣時長達到5min時，關閉充氣閥，渦輪分子泵繼續工作并對真空腔進行抽真空，使得真空腔內的絕對壓強下降至1×10^-4Pa；

步驟三：在真空腔的外側壁纏繞加熱帶，并向加熱帶通入恒定電流，加熱帶對真空腔進行加熱，使得真空腔內的溫度上升至200℃并保持恒定，升溫速度為30℃/h；隨著真空腔內溫度的上升，真空腔內的絕對壓強上升至1×10^-3Pa；然后，恒溫烘烤數天時間，使得真空腔內的絕對壓強回落至1×10^-4Pa；

步驟四：關停渦輪分子泵，同時關閉角閥；然后，啟動濺射離子泵對真空腔進行抽真空，使得真空腔內的絕對壓強下降至1×10^-6Pa；