[实用新型]一种热辐射式高低温两用样品架

说明书

技术领域

本实用新型属于超高真空设备的样品测试领域，特别涉及一种高低温两用样品架。

背景技术

超高真空技术目前已经是表面科学、半导体应用、高能粒子加速器、核聚变研究装置和宇宙开发领域不可或缺的技术。应用超高真空技术，需要在超高真空系统中进行。超高真空系统主要由真空腔体、真空泵、真空计、真空阀门、各种运动导入器、连接导管以及电气控制系统构成。真空本身没有意义，在真空环境中完成工作才赋予其真正的价值。

大部分的超高真空实验都是围绕实验样品来进行的。很多情况下，既需要对样品进行“热实验”，又需要对样品进行“冷实验”。这就要求样品所处环境，在一个较大的温度变化范围内。热传递的方式有三种：热传导、热辐射、热对流。在超高真空设备中，多以热辐射的方式为主。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种热辐射式高低温两用样品架，利用电源对碳化硅加热片加以大电流、高电压，使碳化硅大量产热，所产生的热量以热辐射的形式辐射至样品托和样品，对样品进行加热，低温实现以循环水冷的方式完成，以热传递方式，通过无氧铜样品架对样品进行冷却降温。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种热辐射式高低温两用样品架，其特征在于：固定架的前部连接用于“热实验”的热辐射式高温样品台，固定架的后部连接用于“冷实验”的低温样品台，热辐射式高温样品台包括样品托与热电偶穿线陶瓷Ⅰ的上端相连，样品托的下部连接碳化硅加热片，碳化硅加热片的下部连接热辐射遮挡板，热辐射遮挡板的下部与至少1块热辐射板相连，热辐射遮挡板、各热辐射板间通过陶瓷隔环连接，热辐射板的下部为陶瓷环，陶瓷环通过隔套与陶瓷绝缘垫相连，低温样品台包括无氧铜样品架的下端连接热电偶穿线陶瓷Ⅱ，无氧铜样品架的下部连接加热穿线陶瓷，无氧铜样品架的一侧连接样品轴内的冷却筒，冷却筒内的冷却液循环室连接进水管与出水管，热辐射式高温样品台与低温样品台之间为接线座，接线座通过陶瓷垫片连接于固定架之上，固定架的后端连接样品轴的前端，样品轴上套装法兰，法兰上连接电极、热电偶法兰接口。

进一步地，所述热辐射式高温样品台包括高温外罩与固定架连接，导热上盖与高温外罩连接，导热上盖上布有凹槽，样品托连接于导热上盖的凹槽中，热电偶穿线陶瓷Ⅰ的下端通过固定环与固定架相连，导热上盖的下部连接碳化硅加热片，陶瓷环、隔套、陶瓷绝缘垫通过钼螺钉固定于固定架之上。

进一步地，所述低温样品台包括热电偶穿线陶瓷Ⅱ的下端通过滑动固定件与固定架相连，无氧铜样品架的下部通过加热穿线陶瓷与压片相连，无氧铜样品架的一侧连接样品托压片。

进一步地，所述热辐射遮挡板为半包围状。

进一步地，所述热辐射板为钽质热辐射板，热辐射板的数量为2~6块，陶瓷隔环的厚度为2.5~4.5mm。

进一步地，所述无氧铜样品架与冷却筒之间为螺纹连接。

进一步地，所述高温外罩与隔套之间为螺纹连接。

本实用新型高温实验的实现以适宜样品材料的方式，采用热辐射式的加热方式对样品进行加热，使得样品可以均匀、快速地受热，且加热的过程有量化显示，具有很好的加热可控性；本实用新型在样品冷却上的优势体现在，无氧铜样品架与压片之间设有加热穿线陶瓷，若样品温度较过低，可对加热穿线陶瓷内的微热电阻丝通电，立即中和冷却温度，若样品温度较高，则可继续降温水冷，进而准确控制样品托及样品的温度。

本实用新型的有益效果可总结为：

1）装置的灵活性好，拆装方便；

2）样品受热均匀，热效率高；

3）碳化硅加热片距离样品托和样品比较近，并且安装有热辐射遮挡板和热辐射板，大大减少了不必要的热量损失；

4）使用了热导率高的材料作为低温样品架，导热速度快，自身的热损少；

5）装置整体采用金属材料和高熔沸点的材料，并使用金属密封，可进行高温烘烤；

6）通过对电源输出电流、电压的调整，可以对加热速度进行控制；

7）若需要更低的实验温度，可将冷却液更换为液氮甚至液氦，实验的延展性更好；

8）加热样品台和水冷样品台，距离较近，且高度一致，可通过简单的驱动装置，将样品在两个样品台上传递，传样方便；

9）热辐射式高温样品台和低温样品台下都安装有热电偶测温装置，可以实时测得样品台的温度，对实验的操作有指导性意义，提高了实验的成功率；

10）比其他大体积的加热装置，其调试起来也更为轻松，稳定性更好；