一种原位物性测试系统及样品安装方法技术方案

本发明专利技术涉及原位物性测试技术领域，公开了一种原位物性测试系统及样品安装方法。本发明专利技术提供的原位物性测试系统由真空设备连接真空样品制备设备，在真空设备内将样品装入真空测试腔室内并密封，再将真空测试部件连接于插杆组件，将插杆组件与快速进样室密封连接，通过插板阀使快速进样室和稀释制冷机连通，控制插杆组件动作以将真空测试部件推入稀释制冷机内进行样品测试，保证了采用上述原位物性测试系统进行物性表征时的准确性，不仅满足和稀释制冷机相关的所有极端条件下物性表征的需求，解决了依靠稀释制冷机的表征测量样品装卸过程会经历暴露大气的课题，完整保留了稀释制冷机原本的强磁场和极低温环境。

A In-situ Physical Property Testing System and Sample Installation Method

【技术实现步骤摘要】
一种原位物性测试系统及样品安装方法
本专利技术涉及原位物性测试
，尤其涉及一种原位物性测试系统及样品安装方法。
技术介绍
量子材料的设计、制备和表征是“量子调控”的一个重要研究方向。传统做法是尝试多种不同的材料以找到符合需求的，但这种做法具有周期长、效率低的缺陷。为此，现有的方法是基于对材料结构和物性的深刻理解，按照需求设计和制备材料，以实现精准制造。但随着材料维度的降低，材料表面上的原子占比越来越大，暴露大气就会给材料的本征性质带来巨大的影响。真空互联被公认为是解决这一科学问题的有效技术，而且现有技术中很多实验室已经利用这种技术，将薄膜材料生长和表征分析手段互联起来，在真空的环境下对材料的本征性质进行广泛深入地研究，也取得了很多令人瞩目的结果。但在极端条件下的表征，尤其是基于稀释制冷机技术的极低温强磁场物性表征很难做到准原位，现有依靠稀释制冷机的表征测量样品转接过程暴露大气，大气中的氧气、水等对样品的本征性质带来严重的影响，因此急需一种原位物性测试系统及样品安装方法，实现样品进入稀释制冷机的过程中完全不接触空气，不仅可以满足和稀释制冷机相关的所有极端条件下物性表征的需求，而且避免了依靠稀释制冷机的表征测量样品装卸过程暴露大气。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原位物性测试系统及样品安装方法，能够实现将样品置于稀释制冷机内的过程中不会出现样品暴露在空气中的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种原位物性测试系统，包括稀释制冷机，还包括：真空测试部件，其包括用于放置样品的真空测试腔，及对所述样品进行测试的测试单元；快速进样室、插杆组件，所述插杆组件的一端伸入所述快速进样室内并与所述快速进样室可拆卸地密封连接，所述插杆组件能够轴向移动以使所述真空测试部件进入或脱离所述稀释制冷机；真空设备，能够提供真空环境或惰性气体环境，用于连接真空样品制备设备，所述真空测试部件选择性地置于所述真空设备内或从所述真空设备内取出以可拆卸地连接于所述插杆组件伸入所述快速进样室内的一端；插板阀，其一端与所述稀释制冷机连通，另一端密封连接于所述快速进样室，所述插板阀能够选择性地控制所述稀释制冷机与所述快速进样室连通或断开；抽真空单元，用于对所述快速进样室进行抽真空。作为上述原位物性测试系统的一种优选技术方案，所述真空测试腔上设有进出气口，所述进出气口设有阀门。作为上述原位物性测试系统的一种优选技术方案，所述插杆组件包括操作杆，所述操作杆的一端连接于所述阀门，另一端从所述快速进样室的一端穿出且与所述快速进样室密封连接，所述操作杆被配置为控制所述阀门动作以使所述真空测试腔与所述快速进样室连通或断开。作为上述原位物性测试系统的一种优选技术方案，还包括送气单元，所述送气单元用于将氦气送入所述快速进样室内。作为上述原位物性测试系统的一种优选技术方案，所述快速进样室包括能够轴向伸缩的波纹管；所述插杆组件包括：第一法兰，所述波纹管的一端与所述第一法兰可拆卸地密封连接，另一端连接于所述插板阀；多个连接杆，每个所述连接杆的一端与所述第一法兰密封连接，另一端连接有连接盘。作为上述原位物性测试系统的一种优选技术方案，所述测试单元的一端连接有引出接头，所述引出接头伸出所述真空测试腔并与所述连接盘可拆卸电连接。作为上述原位物性测试系统的一种优选技术方案，所述真空测试腔包括样品腔和与其可拆卸密封连接的安装顶盖。本专利技术还提供了上述原位物性测试系统的样品安装方法，包括以下步骤：S1、在所述真空设备内将样品装入所述真空测试腔内，密封所述真空测试腔并从所述真空设备内取出所述真空测试部件；S2、将所述真空测试部件连接于所述插杆组件，并将所述插杆组件连接真空测试部件的一端伸入所述快速进样室内，所述快速进样室与所述插杆组件可拆卸地密封连接；S3、将所述快速进样室抽真空至预设真空度；S4、通过所述插板阀使所述稀释制冷机和所述快速进样室连通，控制所述插杆组件轴向移动将所述真空测试部件送入所述稀释制冷机内。作为上述原位物性测试系统的样品安装方法的一种优选技术方案，所述真空测试腔上设有进出气口，所述进出气口设有阀门；在步骤S1中，将样品装入所述真空测试腔内后，打开所述阀门将惰性气体送入所述真空测试腔内再关闭所述阀门；在步骤S3中，将所述快速进样室抽真空至预设真空度后，打开所述阀门使所述真空测试腔内的惰性气体排入所述快速进样室，再次将所述快速进样室抽真空至所述预设真空度。作为上述原位物性测试系统的样品安装方法的一种优选技术方案，在所述快速进样室内的真空度再次达到所述预设真空度之前，对所述真空测试腔进行抽真空、多次氦气冲洗，再将所述真空测试腔抽真空至所述预设真空度。本专利技术的有益效果：本专利技术由真空设备连接真空样品制备设备，以承接真空样品制备设备制备的样品，通过真空设备提供真空环境或惰性气体环境，在真空设备内将样品装入真空测试腔室内并密封，再将真空测试部件连接于插杆组件，将插杆组件密封连接于快速进样室以对快速进样室进行封闭，对快速进样室进行抽真空之后，通过插板阀使快速进样室和稀释制冷机连通，控制插杆组件动作以将真空测试部件推入稀释制冷机内对样品进行物性表征，实现了样品进入稀释制冷机的过程中完全不接触空气，保证了采用上述原位物性测试系统进行物性表征时的准确性，解决了依靠稀释制冷机的表征测量在真空环境下进行样品转接的过程会经历暴露大气的样品装卸过程的问题。本专利技术提供的原位物性测试系统，在将样品置于真空测试腔内之后，可以在真空设备内放置样品、对样品与测试单元之间接线等，操作方便快捷。本专利技术提供的真空测试部件能够应用于所有依赖稀释制冷机的测试单元和真空样品制备设备的对接，通用性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的实施例提供的原位物性测试系统的主视图；图2是本专利技术实施例提供的插杆组件和真空测试部件的连接示意图；图3是本专利技术实施例提供的真空测试部件的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的原位物性测试系统的样品安装方法的流程图。图中：1、稀释制冷机；2、快速进样室；3、插杆组件；31、第一法兰；311、入光孔；312、抽送气口；313、第一引出孔；32、支撑盘；321、穿设孔；322、第二引出孔；33、连接杆；34、操作杆；35、连接盘；4、插板阀；5、真空测试部件；51、安装顶盖；52、样品腔；53、引出接头；54、光学透镜；55、阀门；6、直线驱动单元。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。图1是本实施例提供的原位物性测试系统的主视图，图2是本实施例提供的插杆组件和真空测试部件的连接示意图，图3是本实施例提供的真空测试部件的结构示意图。如图1至图3所示，本实施例提供的原位物性测试系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位物性测试系统，包括稀释制冷机(1)，其特征在于，还包括：真空测试部件(5)，其包括用于放置样品的真空测试腔，及对所述样品进行测试的测试单元；快速进样室(2)、插杆组件(3)，所述插杆组件(3)的一端伸入所述快速进样室(2)内并与所述快速进样室(2)可拆卸地密封连接，所述插杆组件(3)能够轴向移动以使所述真空测试部件(5)进入或脱离所述稀释制冷机(1)；真空设备，能够提供真空环境或惰性气体环境，用于连接真空样品制备设备，所述真空测试部件(5)选择性地置于所述真空设备内或从所述真空设备内取出以可拆卸地连接于所述插杆组件(3)伸入所述快速进样室(2)内的一端；插板阀(4)，其一端与所述稀释制冷机(1)连通，另一端密封连接于所述快速进样室(2)，所述插板阀(4)能够选择性地控制所述稀释制冷机(1)与所述快速进样室(2)连通或断开；抽真空单元，用于对所述快速进样室(2)进行抽真空。

【技术特征摘要】
1.一种原位物性测试系统，包括稀释制冷机(1)，其特征在于，还包括：真空测试部件(5)，其包括用于放置样品的真空测试腔，及对所述样品进行测试的测试单元；快速进样室(2)、插杆组件(3)，所述插杆组件(3)的一端伸入所述快速进样室(2)内并与所述快速进样室(2)可拆卸地密封连接，所述插杆组件(3)能够轴向移动以使所述真空测试部件(5)进入或脱离所述稀释制冷机(1)；真空设备，能够提供真空环境或惰性气体环境，用于连接真空样品制备设备，所述真空测试部件(5)选择性地置于所述真空设备内或从所述真空设备内取出以可拆卸地连接于所述插杆组件(3)伸入所述快速进样室(2)内的一端；插板阀(4)，其一端与所述稀释制冷机(1)连通，另一端密封连接于所述快速进样室(2)，所述插板阀(4)能够选择性地控制所述稀释制冷机(1)与所述快速进样室(2)连通或断开；抽真空单元，用于对所述快速进样室(2)进行抽真空。2.根据权利要求1所述的原位物性测试系统，其特征在于，所述真空测试腔上设有进出气口，所述进出气口设有阀门(55)。3.根据权利要求2所述的原位物性测试系统，其特征在于，所述插杆组件(3)包括操作杆(34)，所述操作杆(34)的一端连接于所述阀门(55)，另一端从所述快速进样室(2)的一端穿出且与所述快速进样室(2)密封连接，所述操作杆(34)被配置为控制所述阀门(55)动作以使所述真空测试腔与所述快速进样室(2)连通或断开。4.根据权利要求3所述的原位物性测试系统，其特征在于，还包括送气单元，所述送气单元用于将氦气送入所述快速进样室(2)内。5.根据权利要求3所述的原位物性测试系统，其特征在于，所述快速进样室(2)包括能够轴向伸缩的波纹管；所述插杆组件(3)还包括：第一法兰(31)，所述波纹管的一端与所述第一法兰(31)可拆卸地密封连接，另一端连接于所述插板阀(4)；多个连接杆(33)，每个所述连接杆(33)...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯加贵，武彪，熊康林，孙骏逸，黄永丹，任毅，丁孙安，陆晓鸣，芮芳，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32