[发明专利]低温吸附材料分析表征系统

说明书

本发明涉及吸附材料的低温测试技术领域，特别涉及一种低温吸附材料分析表征系统，包括真空腔、制冷机，所述制冷机的冷头位于真空腔内，真空腔的周壁向内凹陷构成容纳腔，容纳腔的腔底与制冷机的冷头固定连接，样品腔可放置于容纳腔中或从容纳腔中取出，样品腔与容纳腔的腔底相接触或样品腔和容纳腔之间设置有冷却介质。通过设置容纳腔，方便样品腔的放入和取出，同时，由于制冷机的冷头与容纳腔的腔体固定连接，可以实现制冷机对样品腔进行冷却降温，保证样品腔的正常工作；而真空腔的存在，避免制冷机的冷量向外扩散，降低了能耗。

技术领域

本发明涉及吸附材料的低温测试技术领域，特别涉及一种低温吸附材料分析表征系统。

背景技术

随着科学技术的不断深入发展，极端条件下(如超低温、极低振动条件)的科学研究越来越受到科研人员的重视。目前市场上存在成熟的4K G-M制冷机以及脉冲管制冷机，使得将样品冷却至4.2K相比使用液氦变得更加简单，然而，不管是G-M制冷机还是脉冲管制冷机，自身的振动都不可避免地对冷却样品的位置产生影响。为了降低制冷机对样品腔振动的影响，本公司申请的发明专利《极低振动氦气蓄冷系统及其控制方法》中公开了一种极低振动氦气蓄冷系统，包括氦腔、制冷机以及与制冷机相连的压缩机；所述氦腔内部呈中空状形成用于容纳氦气的腔室，氦腔的一端与制冷机的冷头相连，另一端与样品安装座相连，待测试样品固定安装在样品安装座上。通过设置氦腔，制冷机停机后，利用氦腔中的低温氦气向样品提供冷量而不影响被冷却样品温度状态，主要振源消失，振动大大降低，使得被冷却样品位置的稳定性满足测试要求，同时，该系统使用普通的制冷机即可，无需使用低振动的制冷机，也无需采用柔性传热结构，大大降低了成本。

这种结构，虽然能够很好地降低振动对样品腔的影响，但其与现有技术中的其他系统一样，存在如下不足：吸附材料样品腔的更换极为不便。不论是发明《极低振动氦气蓄冷系统及其控制方法》，还是其他现有技术，吸附材料样品腔都是直接或间接的固定在制冷机冷头上，然后在吸附材料样品腔的外侧包扎有单面镀铝薄膜、或设置防辐射屏、或外壳，甚至直接将固定好的制冷机冷头和吸附材料样品腔直接置于真空腔中。每次更换放置于样品腔中的吸附材料时，都需要将样品腔外侧的单面镀铝薄膜、或设置防辐射屏、或外壳拆卸掉，其操作过程非常繁琐、耗时耗力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温吸附材料分析表征系统，方便样品腔的拆卸。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种低温吸附材料分析表征系统，包括真空腔、制冷机，所述制冷机的冷头位于真空腔内，样品腔可放置于容纳腔中或从容纳腔中取出。该低温吸附材料分析表征系统还包括外筒体和内筒体；所述外筒体的两端分别设置有第一、二盖板，第一盖板上设置有通孔供制冷机的冷头插入，第二盖板上设置有通孔供内筒体插入；内筒体位于外筒体内的一端封闭并与制冷机的冷头固定连接，内筒体的另一端固定在第二盖板上；内、外筒体以及第一、二盖板围合而成的腔室构成真空腔，内筒体的内腔构成所述的容纳腔。该低温吸附材料分析表征系统还包括第一气管，所述的内、外筒体以及第一气管呈铅垂方向布置且第二盖板位于上侧，第一气管位于内筒体内的一端固定连接样品盒，第一气管的另一端延伸至内筒体外侧，待吸附气体的气源通过第一气管连通样品腔，位于内筒体外侧的第一气管的管壁上固定设置有第三盖板，第三盖板用于封闭容纳腔，第一气管和内筒体之间填充有隔热材料。所述的样品腔和容纳腔之间设置有冷却介质且冷却介质为氦气，第二盖板上部设置有圆管，圆管的上下两端均设置有法兰分别与第三盖板、第二盖板相连，圆管的管壁上设置有第二气管，氦气气源通过第二气管与圆管的管腔连通。

进一步地，所述的样品盒位于内筒体的下部，内筒体的上部设置有G10填充棒，G10填充棒通过间隙配合的方式安装在内筒体中，G10填充棒沿长度方向开设有通孔供第一气管通过，G10填充棒的外周壁上开设有螺旋状的凹槽，圆管管腔中的氦气通过凹槽进入到内筒体下部设置有样品盒的腔室中。