[发明专利]干燥及预钝化装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于零部件处理领域，更具体地涉及一种干燥及预钝化装置及方法。

背景技术

准分子激光器是紫外波段重要的激光器件，依靠受激混合气体形成的分子向基态跃迁产生激光，受激混合气体一般是由惰性气体和卤素气体组成，如氩气(Ar)和氟气(F₂)、氪气(Kr)和氟气、氙气(Xe)和氯气(Cl₂)等。准分子激光器的放电腔为气体放电提供了空间，放电腔由多种零部件组成的，如电极、腔壁、风机、导流结构、散热器等，包含了金属、陶瓷、橡胶等多种材料，而氟、氯等卤素介质对大多数材料都具有极强的腐蚀性，会使得放电腔内的零部件在使用过程中消耗卤素介质发生腐蚀，生成有害产物，从而降低激光器的输出能量及稳定性，限制准分子激光器的使用性能及应用范围。

为了减少有害成分的引入、降低准分子激光器运行过程中腐蚀反应的程度，放电腔中各零部件在装配前需要进行超声波清洗、干燥处理，装配后需要进行钝化处理。超声波清洗处理是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进/流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离，达到去除零部件表面的附着物和碳氧化反应层的目的；干燥处理是为了彻底去除零部件表面及内部的水分；装配后的钝化处理是准分子激光器放电腔运行前的重要工艺步骤，能够减轻放电腔各零部件在激光器运行过程中的腐蚀反应。通过在放电腔内通入稀有气体和卤素气体和混合气体，并辅助一定频率的放电，各零部件的表面物质将与卤素介质充分反应，从而消除零部件表面的污染物，生成稳定的卤化物保护层。

然而，在超声波清洗去除碳氧化反应层后，各零部件在干燥、装配等过程及其中间转移过程均会暴露在大气环境中，其表面将不可避免的再次发生碳氧化反应。研究表明，金属材料直接接触卤素介质会生成卤化反应层，反应层在大气中暴露后基本稳定，但是如果Al、Cu等材料表面存在碳氧化反应层后，再进入含卤素介质的环境，碳氧化物将抑制卤化反应的进行，钝化处理后各零部件表面层将是由卤化物和碳氧化物(可能是一种或几种，也可能是碳氢氧及卤素共同存在的化合物)共同组成的。此条件下，激光器运行过程中这种各零部件表面层仍会缓慢的与卤素介质反应，进一步消耗卤素介质并生成有害气体。又由于10ppm量级的HF、O₂、CF₄等气体即可显著影响激光的输出功率，因此这种各零部件表面层的存在将成为影响激光输出能量的重要问题。

发明内容

基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种干燥及预钝化装置及方法，用于解决以上技术问题的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出一种干燥及预钝化装置，包括气室及分别与气室连接的总控制单元、抽真空单元及钝化气体控制单元，其中：

气室，用于盛放需要干燥及预钝化的零部件；

抽真空单元，用于吸入/排出空气，使所述气室处于真空/常压状态；

钝化气体控制单元，用于在气室处于真空状态时，向气室内注入钝化气体以对零部件进行预钝化，还用于在预钝化完成后，气室处于常压状态时将钝化气体排出；

总控制单元，在气室内注入钝化气体对零部件进行预钝化时，用于根据气室内的温度信息，向气室提供热量。

在本发明的一些实施例中，上述干燥及预钝化装置用于干燥及预钝化放电腔中的零部件。

在本发明的一些实施例中，上述钝化气体为惰性气体和卤素气体的混合气体，以使放电腔中的零部件表面形成卤化反应层。

在本发明的一些实施例中，上述总控制单元包括温度传感器、信号处理及控制器件及加热元件，其中：

温度传感器，用于检测气室内的温度信息，并将检测得到的温度信息传输至信号处理及控制器件；

信号处理及控制器件，与加热元件连接，用于根据温度信息，向加热元件发送控制信号以向气室提供热量，使气室内的温度恒定。

在本发明的一些实施例中，上述抽真空单元包括：

抽真空器件，用于吸入/排出空气，以使气室处于真空/常压状态；

真空检测器件，用于实时监测气室的真空度；

在本发明的一些实施例中，上述抽真空器件包括真空泵或真空阀。

在本发明的一些实施例中，上述钝化气体控制单元包括：

进气阀，用于在气室处于真空状态时，向气室内注入钝化气体以对零部件进行预钝化；

排气阀，用于在预钝化完成后，气室处于常压状态时将钝化气体排出。