[发明专利]一种可进行连续XRD在线监测的卷对卷MOCVD设备

说明书

技术领域

本发明涉及高温超导带材生产及检测技术领域，尤其涉及一种可进行连续XRD在线监测的卷对卷MOCVD设备。

背景技术

用金属有机化学气相沉积方法具有以下一些优势：生长易于控制、纯度高、大面积均匀性好、可以进行大规模生产。XRD具有的功能有：物相分析，精密测定点阵参数，取向分析，晶粒(嵌镶块)大小和微观应力的测定，宏观应力的测定，结构分析等，是一种非常有效且无损的监测材料的方法。

目前生产高温超导带材的公司都是用抽样的方法来检测超导材料的性能，即需将整条带材生产完，从生产线上取下，再从带材中间随机截取一些小段进行测试分析，这样做的效率极低，如果发现带材质量不行，有可能整个工艺都白费，不仅浪费了材料，也浪费了时间。所以我们发明了一种具有连续XRD在线监测功能的卷对卷MOCVD设备，将XRD集成到生产高温超导带材的MOCVD上，对其进行在线监测，实时反馈带材成分和结构上的变化情况，能够方便组分调节，加快生长速度，提高带材质量。这样就可以及时做出补救，以免浪费了材料和时间，大大提高生产效率和产品良率。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可进行连续XRD在线监测的卷对卷MOCVD设备。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明由收放带系统、XRD系统、反应组件和驱动电机组成，所述收放带系统由放带装置和收带装置组成，所述放带装置由放带室和放带轮组成，所述收带装置由收带室和收带轮组成，所述收带轮与驱动电机的转轴连接，不锈钢带材的两端分别绕制在所述放带轮和所述收带轮上，所述放带轮上的所述不锈钢带材依次通过反应组件和所述XRD系统后与所述收带装置连接，所述收放带系统、所述XRD系统和所述反应组件之间通过连接部件固定连接。

进一步，所述反应组件由反应腔、加热系统和喷淋头组成，所述喷淋头设置于所述反应腔内的上部，所述不锈钢带材位于所述反应腔内的中部，所述加热系统位于所述反应腔内的下部，且位于所述不锈钢带材的下方。

进一步，所述收放带系统、所述XRD系统和所述反应组件之间设置有导向轮。

进一步，所述XRD系统包含X射线发生器、样品台、X射线探测器、X射线保护罩和石英管，所述石英管穿过所述X射线保护罩，所述X射线发生器和X射线探测器均通过一个固定支架固定于所述石英管外，且所述X射线发生器和X射线探测器位于X射线保护罩内，所述样品台位于所述石英管内，所述样品台的下端设置有样品台支架，所述样品台的两侧均设置有压紧轮，所述不锈钢带材位于压紧轮与样品台之间。

生长完成的超导带材由收带轮的牵引，进入石英管，当带材经过样品台处时，进行XRD检测，工控机系统可以调节走带速度(1mm/s-100mm/s)、步长(1mm-5m)，实现可视化操作，采用2θ扫描测定带材(005)衍射峰，采样为连续采样，所有点都得到相应的衍射峰信息，由此得到长带整体的结构信息；同时进行物相分析以及晶胞参数计。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种可进行连续XRD在线监测的卷对卷MOCVD设备，与现有技术相比，本发明可以对带材进行原位的监测，并且对带材没有损伤，可以实现边生长边测量，得到带材成分和结构上的实时信息反馈，便于对组分进行实时调节，有助于提高带材的良率和产率，提高经济效益。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是XRD系统的结构示意图；

图3是石英管内部构造的前视图；

图4是石英管内部构造的侧视图。

图中：1-放带室；2-放带轮；3-导向轮；4-连接部件；5-反应腔；6-加热系统；7-喷淋头；8-X射线保护罩；9-X射线发生器；10-X射线探测器；11-石英管；12-样品台；13-收带室；14-不锈钢带材；15-收带轮；16-固定支架。17-样品台支架；18-压紧轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：