一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，包括气体室，气体室的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道，气体室的内底部螺纹连接有与进气管道相对应的蝶形塞，进气管道上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔，气体室的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于气体室的顶部开口并可将气体室内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列。本发明专利技术可以在研究对象表面实现反应气体的高度均匀性吸附，且吸附过程对背底真空的影响可以忽略。同时在运行过程中对温度可以精确自动控制，避免不同反应气体切换时带来的交叉污染及毛细管堵塞问题。

A Gas Adsorption Device with High Uniformity Capillary Array

The invention discloses a high uniformity capillary array gas adsorption device, which comprises a gas chamber, an intake pipeline connected vertically at the bottom center of the gas chamber and an external gas passage, a butterfly plug corresponding to the intake pipeline connected by the inner and bottom threads of the gas chamber, a VCR micro-hole formed by laser drilling at the center of the VCR gasket, and a gas chamber. A capillary array mounting groove is arranged at the top opening of the capillary array, and the capillary array mounting groove is vertically mounted with a capillary array which is closed at the top opening of the gas chamber and can form a high uniformity and large area air flow outward transportation. The invention can realize highly uniform adsorption of reactive gas on the surface of the research object, and the influence of the adsorption process on the back vacuum can be neglected. At the same time, the temperature can be accurately controlled during operation, avoiding cross-contamination and capillary blockage caused by different reaction gases switching.

【技术实现步骤摘要】
一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置
本专利技术涉及超高真空气固相互作用领域，具体涉及一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置。
技术介绍
表面化学是研究在固液界面或气固表面发生的物理和化学现象的学科。表面化学主要是在原子尺度对金属、半导体表面成分、表面结构、电子结构及表面吸附、反应进行研究，获得气固/液固表面反应机理。表面化学可以获得表面反应机理及动力学信息，为构建高效催化剂提供指导。绝大多数的化工反应在催化剂表面发生，因此，表面化学对于现代化学工业具有十分重要的作用。经过多年的高速发展，表面能谱、热脱附谱、电子衍射谱、光谱、电子成像谱等表面分析手段逐步建立起来。其中，热脱附谱是研究表面吸附结构及表面化学反应最直接有效的方法，得到了广泛的应用。在超高真空环境中，精确控制研究气体在固体表面的均匀吸附是该方法的核心技术之一。普通的溢流分子束吸附方式存在吸附量难以控制，吸附不均匀，背底真空破坏等问题，难以获得精确的吸附结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，用于超高真空环境中表面化学研究，可以在研究对象表面实现反应气体的高度均匀性吸附，且吸附过程对背底真空的影响可以忽略，并且可在固体样品表面均匀地精确吸附特定层数(可小于单分子层)的吸附质分子。此外，本专利技术在运行过程中对温度可以精确自动控制，避免不同反应气体切换时带来的交叉污染及毛细管堵塞问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，包括顶部开口底部封口且呈竖直状态的圆柱形气体室，所述气体室的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道，所述气体室的内底部螺纹连接有与所述进气管道相对应的蝶形塞，所述进气管道上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔，所述气体室的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于所述气体室的顶部开口并可将所述气体室内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列。进一步地，所述进气管道上设有相互配合的VCR公接头和VCR母接头，并且所述VCR公接头和所述VCR母接头相互配合以将所述VCR微孔紧固于所述进气管道上。进一步地，所述进气管道的自由端设有外接VCR公接头，并且所述进气管道通过所述外接VCR公接头与外部气路连接。进一步地，所述气体室的上部设有安装螺帽，所述安装螺帽用于将所述毛细管阵列紧密固定于所述气体室的毛细管阵列安装槽内。进一步地，还包括温控系统，所述温控系统包括加热线圈、热偶探头、热偶线、加热电源线、以及温控仪，所述气体室的底部开设有热偶探头安装孔，所述热偶探头安装于所述热偶探头安装孔内，并且所述热偶探头通过所述热偶线与所述温控仪连接，所述加热线圈均匀固定安装于所述安装螺帽、所述气体室和所述进气管道的外壁上，并且所述加热线圈通过所述加热电源线与所述温控仪连接。进一步地，所述温控系统还包括设有热偶接线柱和加热线圈接线柱的温控真空电贯通，所述热偶线与所述热偶接线柱的真空侧连接，所述加热电源线与所述加热线圈接线柱的真空侧连接，所述热偶接线柱和所述加热线圈接线柱的大气侧分别与所述温控仪连接。进一步地，还包括CF35型安装法兰，所述进气管道采用氩弧焊接于所述安装法兰上。进一步地，所述安装法兰上通过氩弧焊接有接线弯管，所述热偶线和所述加热电源线均通过所述接线弯管分别与所述热偶接线柱和所述加热线圈接线柱连接。进一步地，所述蝶形塞包括与所述气体室内底部螺纹连接的蝶形塞主体，所述蝶形塞主体的下部中心竖直开设有气体竖直通道，所述蝶形塞主体的中部水平开设有两条相互垂直并位于同一水平面上的气体水平通道，并且两条所述气体水平通道均为贯穿性通道，所述气体竖直通道的底端与所述进气管道连通，所述气体竖直通道的顶端与两条所述气体水平通道的交叉点相连接以使所述气体竖直通道分别与两条所述气体水平通道相连通。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术结构简单、设计科学合理，使用方便，采用VCR接口，有效减少了死空间的体积，保证吸附质气体的纯度；通过微孔、蝶形塞及毛细管阵列三种机构大大提高了吸附气流的均匀性及有效面积；微孔及毛细管阵列的应用，极大的降低了喷入超高真空腔体的气流量，避免了对背底真空的影响；采用螺纹方式紧固毛细管阵列，安装简单，加工成本低；配备温控系统，有效的避免了吸附质之间的污染，同时避免了高饱和蒸汽压的吸附分子对微孔的堵塞；本专利技术集成于一个CF35法兰上，体积小，安装方便，通用性强。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为图1气体室处放大图。其中，附图标记对应的名称为：1-安装法兰、2-进气管道、3-VCR公接头、4-VCR母接头、5-接线弯管、6-温控真空电贯通、7-气体室、8-安装螺帽、9-毛细管阵列、10-加热线圈、11-蝶形塞、12-热偶探头、13-VCR微孔、14-热偶线、15-加热电源线、16-温控仪、17-外接VCR公接头、18-蝶形塞主体、19-气体竖直通道、20-气体水平通道、61-热偶接线柱、62-加热线圈接线柱。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。如图1和2所示，本专利技术提供的一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，结构简单、设计科学合理，使用方便，可以在研究对象表面实现反应气体的高度均匀性吸附，且吸附过程对背底真空的影响可以忽略，并且可在固体样品表面均匀地精确吸附特定层数(可小于单分子层)的吸附质分子，此外，本专利技术在运行过程中对温度可以精确自动控制，避免不同反应气体切换时带来的交叉污染及毛细管堵塞问题。本专利技术包括顶部开口底部封口且呈竖直状态的圆柱形气体室7，所述气体室7的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道2，所述进气管道2的自由端设有外接VCR公接头17，并且所述进气管道2通过所述外接VCR公接头17与外部气路连接，所述气体室7的内底部螺纹连接有与所述进气管道2相对应的蝶形塞11，所述进气管道2上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔13，所述进气管道2上设有相互配合的VCR公接头3和VCR母接头4，并且所述VCR公接头3和所述VCR母接头4相互配合以将所述VCR微孔13紧固于所述进气管道2上，所述气体室7的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于所述气体室7的顶部开口并可将所述气体室7内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列9，所述气体室7的上部设有安装螺帽8，所述安装螺帽8用于将所述毛细管阵列9紧密固定于所述气体室7的毛细管阵列安装槽内，还包括CF35型安装法兰1，所述进气管道2采用氩弧焊接于所述安装法兰1上。本专利技术还包括温控系统，所述温控系统包括加热线圈10、热偶探头12、热偶线14、加热电源线15、以及温控仪16，所述气体室7的底部开设有热偶探头安装孔，所述热偶探头12安装于所述热偶探头安装孔内，并且所述热偶探头12通过所述热偶线14与所述温控仪16连接，所述加热线圈10均匀固定安装于所述安装螺帽8、所述气体室7和所述进气管道2的外壁上，并且所述加热线圈10通过所述加热电源线15与所述温控仪16连接，所述安装法兰1上通过氩弧焊接有接线弯管5，所述热偶线14和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，其特征在于：包括顶部开口底部封口且呈竖直状态的圆柱形气体室(7)，所述气体室(7)的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道(2)，所述气体室(7)的内底部螺纹连接有与所述进气管道(2)相对应的蝶形塞(11)，所述进气管道(2)上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔(13)，所述气体室(7)的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于所述气体室(7)的顶部开口并可将所述气体室(7)内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列(9)。

【技术特征摘要】
1.一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，其特征在于：包括顶部开口底部封口且呈竖直状态的圆柱形气体室(7)，所述气体室(7)的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道(2)，所述气体室(7)的内底部螺纹连接有与所述进气管道(2)相对应的蝶形塞(11)，所述进气管道(2)上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔(13)，所述气体室(7)的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于所述气体室(7)的顶部开口并可将所述气体室(7)内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列(9)。2.根据权利要求1所述的一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，其特征在于：所述进气管道(2)上设有相互配合的VCR公接头(3)和VCR母接头(4)，并且所述VCR公接头(3)和所述VCR母接头(4)相互配合以将所述VCR微孔(13)紧固于所述进气管道(2)上。3.根据权利要求2所述的一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，其特征在于：所述进气管道(2)的自由端设有外接VCR公接头(17)，并且所述进气管道(2)通过所述外接VCR公接头(17)与外部气路连接。4.根据权利要求3所述的一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，其特征在于：所述气体室(7)的上部设有安装螺帽(8)，所述安装螺帽(8)用于将所述毛细管阵列(9)紧密固定于所述气体室(7)的毛细管阵列安装槽内。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，其特征在于：还包括温控系统，所述温控系统包括加热线圈(10)、热偶探头(12)、热偶线(14)、加热电源线(15)、以及温控仪(16)，所述气体室(7)的底部开设有热偶探头安装孔，所述热偶探头(12)安装于所述热偶探头安装孔内，并且所述热偶探头(12)通过所述热偶线...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛新春，王小英，胡殷，金伟，张永彬，杨喜梅，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51