[发明专利]真空条件下基于辐射诱导电场的颗粒物清除系统及方法

说明书

本发明公开了一种真空条件下基于辐射诱导电场的颗粒物清除系统，包括真空容器，以及设置在真空容器内的紫外灯和电子枪，紫外灯与电子枪分别设置在间隔板的两侧面上，间隔板通过旋转装置转动，紫外灯和电子枪随着间隔板转动到一定位置，紫外灯和电子枪将各自辐射的颗粒物产生带正电颗粒和带负电颗粒，在横向电场的作用下，颗粒物质移动脱离所粘附的材料，进行清除。本发明也公开了一种颗粒物清除方法。本发明利用颗粒物质真空条件下的荷电特性清除颗粒物质，无需对颗粒物质进行特殊处理，也不需要改变颗粒与粘附表面的接触状态，且清除区域有确定的边界和方向性。

技术领域

本发明属于颗粒物清除技术领域，具体来说，本发明涉及一种采用非接触的辐照方式，在真空条件下清除粘附表面附着的微小颗粒物质的方法。

背景技术

微小颗粒物具有极强的粘附性，在真空条件下，颗粒与粘附表面之间没有吸附的气体膜层，粘附力一般情况下会远大于同状态的大气条件。采用非接触的方式清除这些颗粒物质，对于保证粘附表面清洁，避免磨损具有重要意义。大气条件下，可以采用机械力克服粘附力，再用气流吹扫或者吸取就可以很方便地清除颗粒物质。但在真空条件下，上述方法存在局限，复杂的机械结构很难在真空腔内布置和运作，采用气体流动的方式也会破坏真空状态。

目前真空下，颗粒物的清除方法可采取扫除或者等离子体消除荷电，但是采取扫除的方式需要针对清除表面设计复杂的机械结构，在清扫过程中还会产生颗粒物与接触表面间的磨损；而等离子体方法消除静电虽然会降低颗粒粘附力，但还需要其他力克服粘附力才能将其清除，并不适应本专利涉及的平面状态。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种真空条件下基于辐射诱导电场的颗粒物清除系统，该系统采用紫外灯-电子枪的辐照装置，在颗粒物质上产生极性相反的荷电效应，利用电场力克服颗粒与粘附材料间的粘附力，达到清除颗粒物质的作用。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种真空条件下基于辐射诱导电场的颗粒物清除方法，该方法采用复合型的辐照方式，利用紫外线和电子辐照来克服颗粒物与粘附材料之间的作用力，以此来清除颗粒物质。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

真空条件下基于辐射诱导电场的颗粒物清除系统，包括真空容器，以及设置在真空容器内的紫外灯和电子枪，紫外灯与电子枪分别设置在紫外-电子辐射间隔板的两侧面上，上述间隔板一端设置在旋转装置上并随其在真空容器中转动，旋转装置经引线通过穿真空法兰与真空容器外的旋转装置驱动装置电连接，紫外灯和电子枪分别通过引线经过穿真空法兰与真空容器外的紫外灯电源和电子枪电源电连接，随着间隔板转动到一定位置，紫外灯和电子枪将各自辐射的颗粒物产生带正电颗粒和带负电颗粒，在横向电场的作用下，颗粒物质移动脱离所粘附的材料，进行清除。

其中，旋转装置驱动装置调整旋转装置的角度，以变化扫描区域。

其中，电子枪电源调整电子枪的辐照电子能量和束流，来改变电场力的大小。

真空条件下基于辐射诱导电场的颗粒物清除方法，包括以下步骤：

1、在真空容器中，将紫外灯与电子枪分别固定设置在同一块间隔板的两个侧面上，使得间隔板在真空容器中绕一端转动，以调节紫外灯与电子枪的辐照区域；

2、确定好辐照区域后，调节紫外灯电源，产生准直的紫外辐照区域，受到紫外辐射的颗粒物质，在光致电子发射效应下，荷正电；

3、通过调节电子枪电源来调整电子枪的辐照电子能量和束流，生准直的电子辐照区域，受到电子辐射的颗粒物质，因电子的累积会荷负电，与上述荷正电的颗粒之间产生了紫外-电子辐照边界，在边界形成了一横向的电场，且边界处的电场最大；

4、电场力克服颗粒与材料间粘附力时，则颗粒发生横向移动，移动的颗粒在运动过程中碰撞临近颗粒，会引起一系列的颗粒运动，从指定区域清除掉颗粒物质。