用于获取超高真空的真空系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及超高真空系统，具体是一种用于获取超高真空的真空系统及方法。本发明专利技术解决了现有超高真空系统真空度不够高的问题。用于获取超高真空的真空系统，包括真空腔、钛升华泵、角阀、涡轮分子泵、离子规、充气阀、氮气源、溅射离子泵、三通管；其中，真空腔为圆筒形结构；真空腔的顶壁中央开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与钛升华泵连通；真空腔的侧壁上部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口通过角阀与涡轮分子泵连通；真空腔的侧壁上部还开设有一个测量接口，该测量接口与离子规连通；真空腔的侧壁中部开设有一个充气接口，该充气接口通过充气阀与氮气源连通。本发明专利技术适用于各种对真空度有较高要求的物理、化学实验。

【技术实现步骤摘要】
用于获取超高真空的真空系统及方法
本专利技术涉及超高真空系统，具体是一种用于获取超高真空的真空系统及方法。
技术介绍
超高真空系统广泛应用于各种对真空度有较高要求的物理、化学实验。然而在实际应用中，现有超高真空系统由于自身原理所限，普遍存在真空度不够高的问题，由此导致实验效果较差。基于此，有必要专利技术一种用于获取超高真空的真空系统及方法，以解决现有超高真空系统真空度不够高的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有超高真空系统真空度不够高的问题，提供了一种用于获取超高真空的真空系统及方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的：用于获取超高真空的真空系统，包括真空腔、钛升华泵、角阀、涡轮分子泵、离子规、充气阀、氮气源、溅射离子泵、三通管；其中，真空腔为圆筒形结构；真空腔的顶壁中央开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与钛升华泵连通；真空腔的侧壁上部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口通过角阀与涡轮分子泵连通；真空腔的侧壁上部还开设有一个测量接口，该测量接口与离子规连通；真空腔的侧壁中部开设有一个充气接口，该充气接口通过充气阀与氮气源连通；真空腔的侧壁下部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与溅射离子泵连通；真空腔的侧壁下部还开设有一个连接口，该连接口与三通管的前端连通；三通管的后端和上端均封闭；真空腔的侧壁下部还开设有一个与连接口正对的光学窗口，该光学窗口为石英光学窗口。真空腔的漏率小于1×10-12mbar·L/s。所述抽真空接口、测量接口、充气接口、连接口均为法兰接口。用于获取超高真空的方法（该方法是基于本专利技术所述的用于获取超高真空的真空系统实现的），该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：启动涡轮分子泵，并打开角阀和充气阀，氮气源将纯度为99.9%的氮气充入真空腔内，充气气压为0.1MPa，真空腔内的H2、H2O、CO2、CO经涡轮分子泵排出；步骤二：当充气时长达到5min时，关闭充气阀，涡轮分子泵继续工作并对真空腔进行抽真空，使得真空腔内的绝对压强下降至1×10-4Pa；步骤三：在真空腔的外侧壁缠绕加热带，并向加热带通入恒定电流，加热带对真空腔进行加热，使得真空腔内的温度上升至200℃并保持恒定，升温速度为30℃/h；随着真空腔内温度的上升，真空腔内的绝对压强上升至1×10-3Pa；然后，恒温烘烤数天时间，使得真空腔内的绝对压强回落至1×10-4Pa；步骤四：关停涡轮分子泵，同时关闭角阀；然后，启动溅射离子泵对真空腔进行抽真空，使得真空腔内的绝对压强下降至1×10-6Pa；步骤五：逐渐减小加热带中的电流，使得真空腔内的温度下降至室温，降温速度为20℃/h；随着真空腔内温度的下降，真空腔内的绝对压强下降至1×10-9Pa；然后，启动钛升华泵，溅射离子泵继续工作，钛升华泵和溅射离子泵共同对真空腔进行抽真空，由此使得真空腔内的绝对压强下降至1×10-9Pa以下，从而获取超高真空。所述步骤二至步骤五中，通过离子规可实时读取真空腔内的绝对压强。本专利技术所述的用于获取超高真空的真空系统及方法通过利用涡轮分子泵、溅射离子泵、钛升华泵的抽真空极限不同，并通过使其进行分阶段工作，具备了足够高的真空度，由此显著改善了实验效果。本专利技术有效解决了现有超高真空系统真空度不够高的问题，适用于各种对真空度有较高要求的物理、化学实验。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1-真空腔，2-钛升华泵，3-角阀，4-涡轮分子泵，5-离子规，6-充气阀，7-溅射离子泵，8-三通管。具体实施方式用于获取超高真空的真空系统，包括真空腔1、钛升华泵2、角阀3、涡轮分子泵4、离子规5、充气阀6、氮气源、溅射离子泵7、三通管8；其中，真空腔1为圆筒形结构；真空腔1的顶壁中央开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与钛升华泵2连通；真空腔1的侧壁上部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口通过角阀3与涡轮分子泵4连通；真空腔1的侧壁上部还开设有一个测量接口，该测量接口与离子规5连通；真空腔1的侧壁中部开设有一个充气接口，该充气接口通过充气阀6与氮气源连通；真空腔1的侧壁下部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与溅射离子泵7连通；真空腔1的侧壁下部还开设有一个连接口，该连接口与三通管8的前端连通；三通管8的后端和上端均封闭；真空腔1的侧壁下部还开设有一个与连接口正对的光学窗口，该光学窗口为石英光学窗口。真空腔1的漏率小于1×10-12mbar·L/s。所述抽真空接口、测量接口、充气接口、连接口均为法兰接口。用于获取超高真空的方法（该方法是基于本专利技术所述的用于获取超高真空的真空系统实现的），该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：启动涡轮分子泵4，并打开角阀3和充气阀6，氮气源将纯度为99.9%的氮气充入真空腔1内，充气气压为0.1MPa，真空腔1内的H2、H2O、CO2、CO经涡轮分子泵4排出；步骤二：当充气时长达到5min时，关闭充气阀6，涡轮分子泵4继续工作并对真空腔1进行抽真空，使得真空腔1内的绝对压强下降至1×10-4Pa；步骤三：在真空腔1的外侧壁缠绕加热带，并向加热带通入恒定电流，加热带对真空腔1进行加热，使得真空腔1内的温度上升至200℃并保持恒定，升温速度为30℃/h；随着真空腔1内温度的上升，真空腔1内的绝对压强上升至1×10-3Pa；然后，恒温烘烤数天时间，使得真空腔1内的绝对压强回落至1×10-4Pa；步骤四：关停涡轮分子泵4，同时关闭角阀3；然后，启动溅射离子泵7对真空腔1进行抽真空，使得真空腔1内的绝对压强下降至1×10-6Pa；步骤五：逐渐减小加热带中的电流，使得真空腔1内的温度下降至室温，降温速度为20℃/h；随着真空腔1内温度的下降，真空腔1内的绝对压强下降至1×10-9Pa；然后，启动钛升华泵2，溅射离子泵7继续工作，钛升华泵2和溅射离子泵7共同对真空腔1进行抽真空，由此使得真空腔1内的绝对压强下降至1×10-9Pa以下，从而获取超高真空。所述步骤二至步骤五中，通过离子规5可实时读取真空腔1内的绝对压强。虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本专利技术的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本专利技术的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取超高真空的真空系统，其特征在于：包括真空腔（1）、钛升华泵（2）、角阀（3）、涡轮分子泵（4）、离子规（5）、充气阀（6）、氮气源、溅射离子泵（7）、三通管（8）；/n其中，真空腔（1）为圆筒形结构；真空腔（1）的顶壁中央开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与钛升华泵（2）连通；真空腔（1）的侧壁上部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口通过角阀（3）与涡轮分子泵（4）连通；真空腔（1）的侧壁上部还开设有一个测量接口，该测量接口与离子规（5）连通；真空腔（1）的侧壁中部开设有一个充气接口，该充气接口通过充气阀（6）与氮气源连通；真空腔（1）的侧壁下部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与溅射离子泵（7）连通；真空腔（1）的侧壁下部还开设有一个连接口，该连接口与三通管（8）的前端连通；三通管（8）的后端和上端均封闭；真空腔（1）的侧壁下部还开设有一个与连接口正对的光学窗口，该光学窗口为石英光学窗口。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于获取超高真空的真空系统，其特征在于：包括真空腔（1）、钛升华泵（2）、角阀（3）、涡轮分子泵（4）、离子规（5）、充气阀（6）、氮气源、溅射离子泵（7）、三通管（8）；
其中，真空腔（1）为圆筒形结构；真空腔（1）的顶壁中央开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与钛升华泵（2）连通；真空腔（1）的侧壁上部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口通过角阀（3）与涡轮分子泵（4）连通；真空腔（1）的侧壁上部还开设有一个测量接口，该测量接口与离子规（5）连通；真空腔（1）的侧壁中部开设有一个充气接口，该充气接口通过充气阀（6）与氮气源连通；真空腔（1）的侧壁下部开设有一个抽真空接口，该抽真空接口与溅射离子泵（7）连通；真空腔（1）的侧壁下部还开设有一个连接口，该连接口与三通管（8）的前端连通；三通管（8）的后端和上端均封闭；真空腔（1）的侧壁下部还开设有一个与连接口正对的光学窗口，该光学窗口为石英光学窗口。


2.根据权利要求1所述的用于获取超高真空的真空系统，其特征在于：真空腔（1）的漏率小于1×10-12mbar·L/s。


3.根据权利要求1或2所述的用于获取超高真空的真空系统，其特征在于：所述抽真空接口、测量接口、充气接口、连接口均为法兰接口。


4.一种用于获取超高真空的方法，该方法是基于如权利要求1所述的用于获取超高真空的真空系统实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：启动涡轮分子泵（4），并打开角阀（3）和充气...

【专利技术属性】
技术研发人员：马杰，武寄洲，刘文良，李玉清，郑宁宣，肖连团，贾锁堂，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14