本实用新型专利技术涉及一种“三室结构”的真空液态源，其特征在于：它包括注入口、外室、手动阀、标准室、内室、加热筒、加热块、密封圈、异形过渡件。本装置能将空气与真空有效隔离，标准室同时起到了量具和加速冷却的作用。内室能提供一个有效的液、汽相平衡区，最大限度地保持蒸发面积不变，提供稳定的液态物质束流，并大量节约了液态物质。本装置与外部设备采用钢性材料连接。本装置装拆、维修方便。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种三室结构的真空液态源。到目前为止，国际上已经商品化了的真空液态源，如使用液态汞的有两种(英国VG公司和法国Riber公司的商品汞源)。从目前文献提供的情况来看，国际上有些科研部门根据自身的条件及需要也自制了几种汞源，例如美国NorthCarolina State University，Department of Physics研制的汞源，Microelectronics Research Center，GeorgiaTech Reasearch Institute研制的汞源，法国A.Million博士研制的汞源。上述汞源存在的不足之处为1.蒸发室内被装入的液态物质(例如汞)全部充满，液态物质的液面高于发射器出口，没有液、汽相平衡区，液态物质进入了发射器，在开始工作时，需经过几个小时的加热准备工作时间，在加热过程中蒸发掉高于发射口部分的液态物质，直至液面低于发射口才能开始正常工作。如美国Northcarolina state University物理系的汞源。2.国内外的MBE(分子束外延)设备上安装液态源的束源法兰的中心法线和重力方向有一个非90℃(小于90℃)的夹角。在设计液态源时，没有考虑这一点，简单地将容器轴线与发射器轴线按90℃配置，液态源被安装到设备上后，使得填装液态物质的容器轴线与重力方向不一致，随着液态物质不断消耗，液态物质的液面面积不断变化，由于蒸发液面面积的变化，在相同的温度条件下，存在着不同的束流值，使“温度控制”丧失意义，使用国际上最精密的温度控制器也很难保证提供一个稳定的液态物质束流，如美国North Carolina State大学的汞源。3.目前国外生产的真空液态源都是用一根较长的波纹管将液态源与使用设备连接起来，为了防止液态物质的蒸气凝结在波纹管内壁上，不得不对整根波纹管加热。热区过长使各种应极力避免出现的有害杂质有较大可能在热区析出，如英国VG公司和法国Riber公司的汞源。4.国外设计的真空液态源为一整体，一旦部件中出现故障，必须对其进行“破坏”才能修复。如美国North CarolinaState大学的汞源。索引文献(1)J.M Arias.Opt Eng(USA).Vo133.No.5p1422(1994)(2)Owen.W Proceedings of the 8th Internationalconference on MBE(1994)(3)J.P.Faurie Thin Solid Film 90.107(1982)(4)J.P.Faurie J.Cryst Growth 59.10(1982)(5)J.W.Cook J.vac.sci.Technol A5(2)(1987)(6)C.J.Summers J.Val.Sci.Technol A7(2)(1989)(7)A.Millin J.Vac.Sci.Technol.A6(4)(1988)本专利技术的目的在于克服上述不足之处，提供一种具有三室结构，工作时保持整个真空系统不被破坏，节省液态物质；发射器轴线与三室组件轴线保持非90℃度状态，保持液态物质面积不变，提供稳定的液态源束流；真空液态源与蒸汽发射器之间采用钢性连接并且有可拆性；加热体采用“剖视状”结构等新功能、新结构的真空液态源。本专利技术由注入口、外室、手动阀、标准室、内室、手动阀、内电组件块、外电组件块、加热块、蒸汽发射器、加热筒、阀、密封圈、异形过渡件、非标准刀口小法兰组成。注入口的一端和外室的一端焊接，外室的另一端与手动阀的一端焊接，手动阀的另一端与标准室的一端焊接，标准室的另一端与手动阀的一端焊接，手动阀的另一端与内室的一端焊接，内室外表面上侧开孔处与异形过渡件的一端焊接，异形过渡件的另一端与阀门的一端焊接，阀门的另一端与非标准刀口小法兰焊接。简称“三室组件”。内室的上方面壁上开有孔，该孔为通向蒸汽发射器之出口。液态物质的液面低于该口的位置。在系统为真空状态下，将液态物质从注入口注入外室，然后打开手动阀，液态物质流入并装满标准室，由于外室容积大于标准室，外室中还剩有液态物质，将大气与真空有效隔离，可以保证在标准室及整个真空系统不被破坏的前提下可以连续不断地完成液态物质的补给。再打开手动阀，让标准室的液态物质全部流入内室，由于内室容积大于标准室容积，可保证其液面低于内室通向蒸汽发射器的出口，这种设计使得内室在被加热时可提供一个有效的液、汽相平衡区，避免了液态物质进入蒸汽发射器，并可以迅速地提供稳定的液态物质的汽态束流。标准室起到了充当量具的作用。以上功能都是由于设计三室容积时使标准室的容积小于其它两室而实现的。工作结束时阀门必须关闭。由于内室的热度不可能马上散发掉，致使内室内的液态物质仍处在蒸发状态，再加上原留在内室的液态物质的饱和蒸汽，对内室的内壁形成了较大的压力，存在着一定的危险性。若打开阀门，标准室在此时还起到了加速冷却的作用。工作结束时，可打开手动阀，使汽态物质进入标准室，由于标准室的温度接近室温，使不断进入标准室的汽态物质冷却凝固。外室、标准室、内室主要由铝或铝合金材料制成。由于需安装液态源的设备的束源法兰的中心法线和重力方向有一个非90℃(小于90℃)的夹角，在设计时，将外室、标准室、内室设计成外室、标准室、内室在一条轴线上，该轴线与重力方向平行，并且该轴线与蒸汽发射器的轴线保持非垂直状态即非90℃配制状态，小于90℃，这样就保证了液态物质的液面与水平面一致，而且与内室的轴线垂直，液态物质在消耗完以前，它的蒸发面积是不会变化的，这就保证提供了一个稳定的液态物质束流。蒸汽发射器的主要作用是“三室组件”加热液态物质使之为汽态状态，再经蒸汽发射器提供所需的液态物质的汽态束流。蒸气发射器由CF刀口法兰，非标准刀口小法兰，端盖，两个不同直径的不锈钢管焊接而成，其中CF刀口法兰是为了将整个真空液态源安装到设备上去，两个不同直径的不锈钢管之间的空间是为了将加热筒装入。而非标准刀口小发兰则可以与“三室组件”的非标准刀口法兰相配，即非标准刀口小法兰的一端与蒸汽发射器的非标准刀口小法兰的一端连接，在它们之间装有一个非标准的小型密封圈。密封圈由镍或铜的金属材料制成，两个非标准法兰由螺栓固定在一起，整个液态源与设备的内腔可以在真空泵的工作状态下得到同一真空空间。液态源束流的大小由内室被加热的温度的高低决定。当所需的液态源束流经过蒸汽发射器时，必须防止其冷凝在蒸汽发射器的管壁上，为了保证这一点，最好的选择是将蒸汽发射器内管的温度提高到高于或等于内室的温度，所以加热块用于内室的加温与恒温，加热筒用于蒸汽发射器的加温和保温。并装有热敏元件分别探测和控制它们的温度。由于液态源部件的配置复杂，给为内室加热的加热块的设计提出了较难解决的问题，即要均匀加热又要外形美观，既要有效保温又要减小体积，而且要维修装拆方便，为了达到上述要求，采用了“剖视状”方案，即将加热块在整体状态时全体加工完毕，然后用“线切割”沿对称面剖开，分为对称的两块。在加热块的内部(两块)，对称加工成与“三室组件”外形(主要是内室)完全相同的模型。即加热块由面对称的两块组成，加热块的内部形状与内室、手动阀、部分的标准室的外形相同，内室、手动阀、部分的标准室精确嵌入加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
本实用新型涉及一种三室结构的真空液态源，它包括内电组件［７］、外电组件［８］，其特征在于：ａ．注入口［１］的一端和外室［２］的一端焊接，外室［２］的另一端与手动阀［３］的一端焊接，手动阀［３］的另一端与标准室［４］的一端焊接，标准室［４ ］的另一端与手动阀［６］的一端焊接，手动阀［６］的另一端与内室［５］的一端焊接，内室［５］的外表面上侧开孔处与异形过渡件［１４］的一端焊接，异形过渡件［１４］的另一端与阀门［１２］的一端焊接，阀门［１２］的另一端与非标准刀口小法兰［１５］焊接，ｂ．外室［２］、标准室［４］、内室［５］在一条轴线上，该轴线与重力方向平行，并且该轴线与蒸汽发射器［１０］的轴线保持非垂直状态，即非９０℃配置，小于９０℃，ｃ．非标准刀口小法兰［１５］的一端与蒸汽发射器［１０］的非标准刀口小法兰 的一端连接，在它们之间装有一个非标准的小型镍或铜的金属材料制成的密封圈［１３］，ｄ．加热块［９］由面对称的两块组成，加热块［９］的内部形状与内室［５］、手动阀［６］、部分的标准室［４］的外形相同，内室［５］、手动阀［６］、部分的标准室［ ４］］精确嵌入加热块［９］内，对称的两块由螺钉连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘双，杨中兴，黄绮，周均铭，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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