[发明专利]一种真空反应及测试装置

说明书

本发明涉及化学领域，一种真空反应及测试装置，包括反应腔、观察窗、液体容器、直线驱动器、冷却杆、样品、样品座、样品台、金属杆、气体进口、真空泵I、波纹管I、门阀、波纹管II、测试腔、样品架、传送杆、真空泵II和测试电路，是一种用于薄膜样品在真空中进行化学反应的真空反应及测试装置，采用在真空环境中使得预先冷冻的试剂融化的方法来将液态的试剂直接滴在固态样品表面，在需要液态试剂的反应中无需将固态样品转移到真空环境外或是对真空腔内通入保护气体，不会导致样品周围的真空度突然变差，操作过程简单且避免引入杂质，本发明装置具有简单的样品座转移及固定方法，能够在样品进行化学反应后立即用于电学测量。

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其是一种用于薄膜样品在真空中进行化学反应的一种真空反应及测试装置。

背景技术

许多化学反应如某些气相催化反应等需要在真空环境中进行，即反应物的化学反应及后续的特性测试都位于真空腔体内，某些特殊的反应过程需要在超高真空环境中进行将液态的试剂直接滴在固态样品表面，现有技术缺陷一：现有技术中通常需要将固态样品转移到真空环境外或是对真空腔内通入保护气体，操作过程繁琐且会引入杂质，另外，某些实验中需要样品和样品传送杆及真空腔体之间无永久的电学连接，且需要简单的固定结构以实施电学测试；现有技术缺陷二：现有技术中的样品座连接方式较为复杂，所述一种真空反应及测试装置能够解决问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用在真空环境中使得预先冷冻的试剂融化的方法来将液态的试剂直接滴在固态样品表面，并采用了简单的样品传输及安装方法。

本发明所采用的技术方案是：

所述一种真空反应及测试装置包括反应腔、观察窗、液体容器、直线驱动器、冷却杆、样品、样品座、样品台、金属杆、气体进口、真空泵I、波纹管I、门阀、波纹管II、测试腔、样品架、传送杆、真空泵II和测试电路，xyz为三维空间坐标系，测试腔外连接有真空泵II和测试电路；反应腔、波纹管I、门阀、波纹管II和测试腔依次连接，当门阀开启时，真空泵II能够同时对反应腔和测试腔抽真空，反应腔安装连接有观察窗、液体容器、金属杆、气体进口和真空泵I，液体容器中装有液态的试剂，液体容器的温度可调节，液体容器出口位于反应腔内，液体容器的出口具有脉冲电磁阀，能够控制进入反应腔的试剂的量；冷却杆通过直线驱动器安装连接于反应腔上面、且冷却杆下端穿入反应腔，通过直线驱动器能够使得冷却杆相对于反应腔在y方向上下移动；金属杆安装于反应腔下面、且金属杆上端位于反应腔内，金属杆与反应腔之间具有气密性，金属杆能够相对于反应腔在y方向上下移动，金属杆上端依次连接有样品台、样品座和样品，样品座上具有小孔；传送杆能够穿过测试腔、波纹管II、门阀和波纹管I，传送杆前端能够进入反应腔内、后端位于测试腔外，传送杆能够沿z方向移动并能够绕其轴线360度转动，传送杆前端具有钳形机构，钳形机构能够卡住样品座两侧，在门阀开启的状态下，通过传送杆能够将样品座安装于样品台上或从样品台上取下，并能够在反应腔与测试腔之间传送样品座，样品台位置能够调节；冷却杆包括液氮容器、内管、外管、套筒、加热器、冷头、出口和圆柱管，内管同轴嵌套于外管内并沿y方向放置，内管上端连接液氮容器，外管上端具有出口，出口处具有流速控制阀，外管下端连接有冷头，所述冷头是底面半径为三毫米、高度为四毫米且顶点朝下的圆锥体，圆柱管同轴嵌套于外管外侧，套筒同轴嵌套于圆柱管外侧，套筒下面距离冷头为40毫米，套筒内侧安装有加热器，内管、外管与圆柱管之间均具有真空层，冷头与内管的下端之间安装有热偶；样品架位于测试腔内，样品架包括基板、操纵杆、限位片、支撑片、前夹片和后夹片，基板连接于测试腔内的上侧面，操纵杆能够相对于测试腔沿y方向上下移动，操纵杆上端位于测试腔外且相互具有气密性，操纵杆下端具有倒钩，当传送杆将样品座从样品台上取下并传输至测试腔时，所述倒钩能够插入样品座上的小孔，从而能够控制样品座的移动，限位片通过螺丝固定于基板，限位片与基板之间距离为五毫米，支撑片位于限位片下方并通过螺丝固定于基板，支撑片与基板之间距离为八毫米，支撑片上安装有两块后夹片和两块前夹片，前夹片和后夹片均具有弹性，前夹片和后夹片均分别通过电缆连接到测试腔外的测试电路，通过操纵杆能够使得样品座上端插入所述前夹片和后夹片之间，并夹紧样品座。