[发明专利]一种用于石英坩埚氢氧化钡涂层的装置及方法

权利要求书

1.一种用于石英坩埚氢氧化钡涂层的装置，其特征在于：包括喷雾系统、石英坩埚旋转支撑机构和雾化喷嘴上下往复运行机构；

所述喷雾系统包括药液循环加热机构、氮气保护机构、供液机构和二氧化碳供应机构；

所述循环加热机构包括气动隔膜泵、药液箱、温度传感器和U型加热管，所述气动隔膜泵通过管道分别与药液箱的上、下方连接，药液箱内设有测量药液箱内液体温度的温度传感器和U型加热管；

所述氮气保护机构包括第一进氮气管道、排空气管道、氮气流量调节阀、水箱、药液箱上方手动阀、水箱上方手动阀和排气阀，所述第一进氮气管道分别与水箱和药液箱连接，第一进氮气管道上设有氮气流量调节阀，所述排空气管道分别与水箱和药液箱连接，排空气管道上设有药液箱上方手动阀、水箱上方手动阀和排气阀；

所述供液机构包括第二进氮气管道、氮气压力调节阀、氮气进气电磁阀、喷液电磁阀、喷水电磁阀、带刻度透明药液管、带刻度透明水管、药液箱下方手动阀、水箱下方手动阀和雾化喷嘴，所述药液箱下方手动阀和水箱下方手动阀分别与第二进氮气管道连接，第二进氮气管道上设有氮气压力调节阀和氮气进气电磁阀，所述药液箱下方手动阀通过带刻度透明药液管与喷液电磁阀连接，水箱下方手动阀通过带刻度透明水管与喷水电磁阀连接，喷液电磁阀和喷水电磁阀通过管道与雾化喷嘴连接；

所述二氧化碳供应机构包括进二氧化碳管道、二氧化碳压力调节阀和二氧化碳进气电磁阀，所述进二氧化碳管道与雾化喷嘴连接，进二氧化碳管道上设有二氧化碳压力调节阀和二氧化碳进气电磁阀；

所述石英坩埚旋转支撑机构包括固定夹具、托盘和旋转轴，所述旋转轴上安装有托盘，托盘上设有用于放置石英坩埚的可调式固定夹具；

所述雾化喷嘴上下往复运行机构包括固定安装支架、汽缸、汽缸上限位和汽缸下限位，所述雾化喷嘴安装在固定安装支架上，固定安装支架与汽缸连接，汽缸上设有汽缸上限位和汽缸下限位。

2.根据权利要求1所述的一种用于石英坩埚氢氧化钡涂层的装置，其特征在于：所述石英坩埚旋转支撑机构的固定夹具为可调式固定夹具，可以调节可调式固定夹具的位置固定不同尺寸的石英坩埚。

3.根据权利要求1所述的一种用于石英坩埚氢氧化钡涂层的装置，其特征在于：所述雾化喷嘴固定安装支架为一个可旋转调节雾化喷嘴角度的L型机构。

4.一种使用权利要求1所述装置进行石英坩埚氢氧化钡涂层的方法，其特征在于：工艺步骤如下：

药液箱、水箱和管道的清洗

向药液箱、水箱中按照一定比例加入高纯水和冰醋酸，用配好的液体对气动隔膜泵及药液箱、水箱、液体管道进行彻底清洗，清洗完毕后保持在60℃高纯水下浸泡8小时，重复3次；

药液配置

打开药液箱、水箱排气阀，同时将氮气调节阀调大，向药液箱、水箱内通入氮气，当药液箱、水箱内充满氮气时关闭药液箱、水箱排气阀、调小氮气流量调节阀；打开药液箱高纯水进水阀，向药液箱内通入的三分之二的高纯水，关闭药液箱高纯水进水阀；打开气动隔膜泵、使药液箱内液体循环流动，将药液箱内高纯水加热到60℃，把配好的氢氧化钡粉末均匀地撒在药液箱内，将水温控制在45℃，再打开药液箱高纯水进水阀，将剩余的三分之一的高纯水加入到药液箱内，关闭药液箱高纯水进水阀；打开水箱高纯水进水阀，向水箱内通入一定量的高纯水；药液箱内溶液在45℃下循环24小时后备用；

喷涂

喷涂前先将石英坩埚加热至240℃~300℃；喷涂时采用高精密度的雾化喷嘴，利用高纯二氧化碳与加热后的含有结晶水的氢氧化钡溶液的摩擦，产生非常均匀和最细密的雾化效果，通过石英坩埚的旋转和雾化喷嘴垂直方向上的移动，使加热后的石英坩埚内表面形成一层均匀致密的碳酸钡薄膜；喷涂过程中先打开二氧化碳进气电磁阀，再打开氮气进气电磁阀和喷液电磁阀，喷涂一定量的药液后关闭喷液电磁阀，打开喷水电磁阀，喷涂定量的高纯水后关闭喷水电磁阀和氮气进气电磁阀，最后关闭二氧化碳进气电磁阀；整个喷涂过程中药液箱内溶液始终在45℃下循环流动。

5.根据权利要求4所述的石英坩埚氢氧化钡涂层的方法，其特征在于：所述清洗用高纯水与冰醋酸配比为89:1，清洗温度为45℃~60℃，清洗时间为30分钟~60分钟。

6.根据权利要求4所述的石英坩埚氢氧化钡涂层的方法，其特征在于：所述氢氧化钡溶液质量配比为氢氧化钡：高纯水=3:100。

7.根据权利要求4所述的石英坩埚氢氧化钡涂层的方法，其特征在于：所述氢氧化钡溶液用量对于18英寸石英坩埚为20~30ml，对于20英寸石英坩埚为32~37ml，对于22英寸石英坩埚为45ml左右；上述各尺寸石英坩埚喷水用量为15~20ml。