一种超高真空样品转移腔的制作方法

1.本发明涉及一种超高真空仪器，特别是一种超高真空样品转移腔。


背景技术：

2.一般来说，超高真空设备系统由真空泵、真空计、真空腔体及其它元件并借助于真空管道，按一定要求组合而成。以保证在一定的空间内获得并保持特定真空环境(典型真空度好于1x10-9mbar)，确保某项工艺过程或物理过程在真空系统内实施。超高真空系统在半导体、机械加工、物理、化学、材料和生物科学等各个研究领域都有着广泛的应用。
3.样品在超高真空系统中制备完成后，为了保证其性质稳定，通常需要在不破坏超高真空的环境中进行测试和分析。目前，可以把样品制备与测试设备集成在一套超高真空系统中，该种系统一般包含机械手，可用于在腔内的某些特定位置转移样品，使样品的制备和测试都在同一超高真空环境中完成。然而，一套系统中能集成的测试设备是有限的，想要更全面的分析样品性质，就不得不将样品从某一真空系统取出，转移到其他超高真空系统中进行测试分析，这个过程不可避免的会接触空气和粉尘，造成样品污染。有的样品遇到空气甚至发生化学反应，成分和性质发生改变，样品完全被破坏。
4.人们想出了许多办法来保护样品，例如：先在真空腔内通入惰性气体做保护气，再将样品取出并快速放入干净的样品盒或真空箱中；或者先在样品上镀上一层保护膜再拿出等。但大都操作复杂，且每种方法都不能避免“开腔取样”这一操作步骤，使样品暴露于非真空的气体环境。一旦破坏了样品周围的真空环境，气体吸附到样品表面，都会一定程度的污染样品。
5.目前，还没有一种能够在不破坏超高真空环境的前提下，实现样品在不同超高真空系统间转移的便携式设备。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种超高真空样品转移腔，该设备可以保证样品从一套超高真空系统转移到另一套超高真空系统的过程中，样品时刻处于超高真空环境，同时不会破坏设备的真空，便于操作。
7.本发明的超高真空样品转移设备包括：包括：转移腔、辅助腔、传样磁力杆、摆动磁力杆、观察窗、离子泵、插板阀、进气阀、真空计组成，所述转移腔通过离子泵保持超高真空环境；所述转移腔焊接有七根真空管路，所述真空管路真空管路的外侧设有能够与其他装置进行真空密封连接的真空法兰，包括第一法兰、第二法兰、第三法兰、第四法兰、第五法兰、第六法兰、第七法兰；所述辅助腔焊接有五根真空管路，所述真空管路真空管路的外侧设有能够与其他装置进行真空密封连接的真空法兰，包括第八法兰、第九法兰、第十法兰、第十一法兰、第十二法兰离子泵，与所述第一法兰相密封连接；
摆动磁力杆，与所述第二法兰密封连接；所述第三法兰、第六法兰、第七法兰均密封连接一个观察窗；传样磁力杆，与所述第四法兰密封连接；插板阀，与所述第五法兰、第八法兰密封连接；真空计，与所述第九法兰密封连接；进气阀，与所述第十法兰密封连接优选地，所述离子泵与配套的离子泵控制单元相连，由电源为其供电。
8.优选地，所述转移腔还设置有储藏室，所述储藏室为用于存放样品的柱形腔体。
9.优选地，设备还包括支架和提手。
10.根据本发明的便携式超高真空样品转移腔可以保证样品在超高真空系统间转移时一直处于超高真空环境中，防止外界对样品的污染，并且结构简单，体积较小，组装和拆卸简易，重量轻巧，方便搬运，各部件利用率高。
附图说明
11.图1为本发明的整体结构示意图；1转移腔；2辅助腔；3传样磁力杆；4摆动磁力杆；5观察窗；6离子泵；7插板阀；8进气阀；9真空计；10样品台；11第一法兰；12第二法兰；13第三法兰；14第四法兰；15第五法兰；16第六法兰；17第七法兰；18储藏室；19支架；20提手；21第八法兰；22第九法兰；23第十法兰；24第十一法兰；25第十二法兰。
具体实施方式
12.如图所示，本发明提供了一种用于在不同超高真空系统间转移样品的便携式设备。
13.图1示出了根据本发明一实施例的整体结构立体图。在本实施例中，样品转移腔由转移腔1、辅助腔2、传样磁力杆3、摆动磁力杆4、观察窗5、离子泵6、插板阀7、进气阀8、真空计9、样品台10组成，用于连接超高真空系统进行样品转移。离子泵6与第一法兰11密封连接，摆动磁力杆4与第二法兰12密封连接，观察窗5与第三法兰13、第六法兰16、第七法兰17密封连接，传样磁力杆3与第四法兰14密封连接，插板阀7与第五法兰15、第八法兰21密封连接，真空计9与第九法兰22密封连接，进气阀8与第十法兰23密封连接。不使用时第十一法兰24、第十二法兰25用盲法兰密封住。可以理解的是，能够实现上述功能的其他连接方式也是可能的。
14.进行样品转移时，将第十二法兰25与某一超高真空样品制备系统进行密封连接，将第十一法兰24于抽气装置连接，打开插板阀7，使转移腔1和辅助腔2达到超高真空量级，然后打开某超高真空样品制备系统的阀门，将摆动磁力杆4穿过插板阀7和辅助腔2，伸至样品制备系统夹取样品；抓住样品后，回撤摆动磁力杆4，将样品从超高真空样品制备系统传送到转移腔，再关闭插板阀7和超高真空样品制备系统的阀门。然后打开进气阀8，断开第十一法兰24、第十二法兰25连接的装置，通过将样品转移腔移至另一超高真空系统上通过第十二法兰25与之固定，将第十一法兰24于抽气装置连接，使辅助腔2达到超高真空量级，此时再次打开插板阀7，摆动磁力杆4将样品送入新的超高真空系统，从而实现样品在两个超
高真空系统间的转移。转移过程中由离子泵6维持样品转移腔内真空度，一般可优于3x10-10
mbar。
15.样品被摆动磁力杆4头部夹住，停留在转移腔1中，并可通过观察窗5观察到具体位置。
16.当转移样品较多时，在取出样品时，可以先将样品先从摆动磁力杆4放置到样品台10，通过传样磁力杆3，将样品台10上的样品，放置到储藏室18的相应位置；送入样品时，先用传样磁力杆3将样品从储藏室18的相应位置转移到样品台10上，再用摆动磁力杆4将样品，转移到新的系统中。该设备还包括支架19和提手20。
17.虽然以上对本发明的实施例的结构、特征和使用方法进行了详细的描述，但是这些描述并不意图限制本发明。任何本领域普通技术人员经过阅读这些描述在本发明的精神下对本发明进行显而易见的改进和变更都是可能的，并且这些改进和变更都落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围仅由所附权利要求书确定。


技术特征：
1.一种超高真空样品转移腔，包括：转移腔、辅助腔、传样磁力杆、摆动磁力杆、观察窗、离子泵、插板阀、进气阀、真空计组成，其特征在于，所述转移腔通过离子泵保持超高真空环境；所述转移腔焊接有七根真空管路，所述真空管路真空管路的外侧设有能够与其他装置进行真空密封连接的真空法兰，包括第一法兰、第二法兰、第三法兰、第四法兰、第五法兰、第六法兰、第七法兰；所述辅助腔焊接有五根真空管路，所述真空管路真空管路的外侧设有能够与其他装置进行真空密封连接的真空法兰，包括第八法兰、第九法兰、第十法兰、第十一法兰、第十二法兰；离子泵，与所述第一法兰相密封连接；摆动磁力杆，与所述第二法兰密封连接；所述第三法兰、第六法兰、第七法兰均密封连接一个观察窗；传样磁力杆，与所述第四法兰密封连接；插板阀，与所述第五法兰、第八法兰密封连接；真空计，与所述第九法兰密封连接；进气阀，与所述第十法兰密封连接；所述第十一法兰与抽真空装置密封连接；所述第十二法兰与样品制备系统连接。2.根据权利要求1所述的超高真空样品转移设备，其特征在于：所述离子泵与配套的离子泵控制单元相连，由电源为其供电。3.根据权利要求2所述的超高真空样品转移设备，其特征在于：所述转移腔还设置有储藏室，所述储藏室为用于存放样品的柱形腔体和控制样品移动的可升降样品台。4.根据权利要求3所述的超高真空样品转移设备，其特征在于：设备还包括支架和提手。

技术总结
本发明公开了一种超高真空样品转移腔，包括：转移腔、辅助腔、传样磁力杆、摆动磁力杆、观察窗、离子泵、插板阀、进气阀、真空计组成，所述转移腔焊接有七根真空管路，所述真空管路真空管路的外侧设有能够与其他装置进行真空密封连接的真空法兰；所述辅助腔焊接有五根真空管路，所述真空管路的外侧设有能够与其他装置进行真空密封连接的真空法兰，所述传样磁力杆、摆动磁力杆、观察窗、离子泵、插板阀与转移腔连接；所述插板阀另一端与辅助腔法兰连接，所述真空计、进气阀与辅助腔法兰连接。这样能保证样品在超高真空系统间转移时一直处于超高真空环境中，防止外界对样品的污染，同时不会破坏设备的真空，便于操作。便于操作。便于操作。


技术研发人员：董国材 张祥 梁枫
受保护的技术使用者：国成仪器（常州）有限公司
技术研发日：2020.08.25
技术公布日：2022/2/28