[发明专利]一种获得10-9Pa量级超高真空度的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种获得超高真空度的设备及其方法。

背景技术

真空环境为人们提供了清洁、少受外界干扰的实验环境，当代科学技术的发展无不伴随着真空科学与技术的进步。如今真空科学已广泛应用于电子、半导体、冶金、医药、航空航天等领域，并为微纳米工程、分析测试技术、激光工程等高新技术提供了必要保障。通常真空环境的获得是通过真空泵来实现的，由机械泵、扩散泵、分子泵、离子泵、升华泵等不同种类真空泵及其组合来满足对不同真空度的需求。现有设备，通过单一机械泵，其工作室的真空度可达10^-1Pa量级；由机械泵、扩散泵的组合，工作室真空度达到10^-4Pa量级；同时机械泵、分子泵两级真空系统可将工作室的极限真空度提高到10^-6Pa量级；若要继续提高真空度，一般采用机械泵、分子泵配合升华泵或溅射离子泵的组合，可以实现10^-9Pa量级的超高真空，但现有设备如分子束外延设备、X射线光电子能谱仪、俄歇电子能谱仪等采用此类配置，其工作室极限真空大多只能达到1×10^-8Pa～2×10^-8Pa量级，只有极少数设备能实现10^-9Pa量级。采用此类配置的真空系统组成复杂、成本很高；真空获取系统占用空间大，影响系统结构，甚至影响系统功能的实现，而且极限真空维持稳定性差、操作复杂。随着对设备真空度的要求不断提高，真空获取系统越发复杂，相应的设备成本急剧增加，使用操作难度增加，结构尺寸增大等这些都限制了它的使用及推广。

发明内容

本发明的目的是要解决现有实现10^-9Pa量级真空系统组成复杂、成本很高，真空获取系统占用空间大，影响系统结构，甚至影响系统功能的实现，而且极限真空维持稳定性差、操作复杂的问题，而提供一种获得10^-9Pa量级超高真空度的设备及其方法。

一种获得10^-9Pa量级超高真空度的设备包括机械泵、波纹管、真空电磁阀、分子泵、工作室、闸板阀、卤素灯、进气孔、进气截止阀、流量计、气瓶截止阀、减压阀、气瓶、加热带、石英窗口、真空计、热电偶、密封法兰和工作负载，

所述的机械泵与分子泵之间通过波纹管连接，在波纹管上设置真空电磁阀，在分子泵和工作室之间设置闸板阀，所述的工作室内设有卤素灯，在工作室顶端设有透光口，且透光口采用石英窗口密封，在工作室底部设有进气孔，工作气体由气瓶经减压阀、气瓶截止阀、流量计、进气截止阀和进气孔进入工作室内，在工作室外壁四周缠绕加热带，所述的工作负载设置在工作室内，且通过密封法兰进行密封，由真空计检测工作室内的真空度，由热电偶测量工作室内温度。

一种获得10^-9Pa量级超高真空度的方法，具体是按以下步骤完成的：首先启动上述的获得10^-9Pa量级超高真空度的设备的机械泵，打开电磁阀和闸板阀，当真空计显示工作室内压力为1Pa～10Pa时，启动分子泵，当真空计显示工作室内压力为10^-5Pa～10^-7Pa时，打开卤素灯，同时启动加热带烘烤，设置烘烤温度为100～400℃，烘烤时间为24h～120h，然后关闭卤素灯和加热带，直至真空计显示工作室内压力为10^-9Pa时，先关闭闸板阀，然后关闭电磁阀、分子泵和机械泵。

本发明优点：本发明针对现有设备真空获取系统结构复杂，成本高昂的问题，提供了一种获得10^-9Pa量级超高真空度的设备，通过机械泵加单级分子泵两级真空获取系统实现10^-9Pa量级超高真空度的方法，由该方法实现的真空设备的极限真空度可达7.3×10^-9Pa。二、采用本发明一种获得10_-⁹Pa量级超高真空度的方法可显著提高采用机械泵、分子泵配置的真空设备的极限真空度；同时与现有可实现10^-9Pa量级超高真空度的设备相比，本发明大大简化了真空获取系统结构、降低了设备成本；此外本发明所实现的设备还具有配置简单、操作方便、真空系统可靠性高等优点。

附图说明

图1是具体实施方式一所述的一种获得10^-9Pa量级超高真空度的设备的结构示意图；

图2是实施例2真空计16显示器的照片。

具体实施方式