專(zhuān)利名稱(chēng)：離子注入機(jī)中靶室的一種高效加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種離子注入機(jī)中靶室的加熱裝置，屬于離子注入技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子注入機(jī)是一個(gè)對(duì)所需注入的源材料進(jìn)行電離，從而產(chǎn)生所需的離子，通過(guò)高壓電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，使離子獲得足夠的能量，均勻地注入到基底材料上的一種專(zhuān)用設(shè)備。注入機(jī)本體可分為三大部分離子源、束線(xiàn)部分、靶室及終端臺(tái)。離子源自由電子在電磁場(chǎng)的作用下，獲得足夠的能量后撞擊摻雜氣體分子或原子，使之電離成離子，再經(jīng)吸極吸出，通過(guò)聚焦成為離子束，然后進(jìn)入束線(xiàn)部分。所以離子源就是產(chǎn)生有能量的離子束的地方。束線(xiàn)部分當(dāng)離子進(jìn)入束線(xiàn)部分后它將經(jīng)過(guò)多道處理，以使我們得到所需要的離子。主要經(jīng)過(guò)磁分析器，聚焦透鏡，旗法拉弟，電子浴發(fā)生器等。事實(shí)上不同注入機(jī)的最大區(qū)別就在束線(xiàn)部分。我們可以在磁分析器后加上后加，減速電極，使離子能量增加或減少?？梢栽诖欧治銎骱蠹由暇€(xiàn)性加速器使之變成高能注入機(jī)。也可以在磁分析器后加上離子水平和垂直掃描裝置，實(shí)現(xiàn)電子掃描(非機(jī)械掃描)。還可以在束線(xiàn)加速未端加上能量分析器，從而篩選出我們所需要的能量的離子。由于機(jī)臺(tái)的不同，實(shí)現(xiàn)這些功能的結(jié)構(gòu)或設(shè)備也有所不同。靶室及終端臺(tái)從束線(xiàn)部分出來(lái)的被加速的離子最終到達(dá)靶室的樣品上實(shí)現(xiàn)離子注入。根據(jù)不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，處于靶室中的樣品有的處于靜止?fàn)顟B(tài)，有的處于垂直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也有的同時(shí)做垂直和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外處于靶室中的樣品為了工藝需要，常常將樣品平面調(diào)整到與束流成某一角度的位置。離子注入需要在高真空下進(jìn)行。一般離子注入都是在常溫下注入，但有些情況下， 我們需要研究高溫條件下離子注入的樣品會(huì)有哪些結(jié)構(gòu)和性能上的變化，這時(shí)就需要進(jìn)行高溫離子注入，而一般情況下靶室的體積較小，采用常規(guī)的加熱技術(shù)會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)排出，從而導(dǎo)致靶室的密封性變差，靶室真空度下降甚至無(wú)法保持真空的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)局部高溫，同時(shí)不影響靶室密封性的加熱裝置。該裝置具有能耗低，發(fā)熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種離子注入機(jī)中靶室的加熱槽，包括絕熱絕緣材料制成的平臺(tái)，朝上一面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)埋設(shè)加熱絲，與外部電源相連，在加熱絲上放置一層絕緣陶瓷片。使用過(guò)程中，加熱槽中間凹槽的尺寸與離子注入樣品相適配。將加熱槽置于直角鐵片之上，直角鐵片通過(guò)水冷支架進(jìn)一步與靶室的一端固定。樣品置于絕緣陶瓷片之上，并對(duì)著離子束入口。所述的水冷支架由兩根銅管套構(gòu)而成，有一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口。當(dāng)靶室溫度超過(guò)需要值時(shí)，可以通過(guò)水流帶走熱量，適時(shí)降低溫度。在實(shí)際應(yīng)用中，作為優(yōu)選，上述平臺(tái)采用硅酸鈣材料制成。上述加熱槽加熱絲上放置的絕緣陶瓷片采用氮化硼薄片。上述加熱絲采用單層加熱絲。上述平臺(tái)為方形。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型使加熱器的熱量集中，有效防止了熱量擴(kuò)散到加熱器外面，使離子輻照靶室溫度不高，防止靶室的密封圈因?yàn)闊崤蛎浂骗h(huán)靶室的高真空。加熱絲與樣品之間用絕緣但導(dǎo)熱性能良好的氮化硼薄片，氮化硼的導(dǎo)熱系數(shù)是隨著溫度的升高而變大，這樣既能有效地將熱量傳導(dǎo)給樣品，又能防止加熱絲被樣品短路而影響加熱效果。

圖1加熱槽結(jié)構(gòu)示意圖其中1-平臺(tái)，2-凹槽，3-加熱絲，4-陶瓷片，5-樣品圖2加熱槽使用狀態(tài)圖其中5-加熱槽，6-直角鐵片，7-水冷支架，8-離子束入口。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)一步介紹。如圖1所示，一種離子注入機(jī)中靶室的加熱槽，包括絕熱絕緣材料制成的平臺(tái)1， 朝上一面設(shè)有凹槽2，凹槽內(nèi)埋設(shè)加熱絲3，與外部電源相連，在加熱絲上放置一層絕緣陶瓷片4。平臺(tái)采用碳酸鈣材料制成。加熱槽凹槽內(nèi)的絕緣陶瓷片采用氮化硼薄片。加熱絲采用單層加熱絲。平臺(tái)為方形。使用過(guò)程中，如圖2所示。將加熱槽5置于直角鐵片6之上，直角鐵片通過(guò)水冷支架7進(jìn)一步與靶室的一端固定。樣品置于絕緣陶瓷片4之上，并對(duì)著離子束入口 8。所述的水冷支架7由兩根銅管套構(gòu)而成，有一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口。當(dāng)靶室溫度超過(guò)需要值時(shí)， 可以通過(guò)水流帶走熱量，適時(shí)降低溫度。采用本實(shí)用新型的加熱裝置，能耗很低(不到100W)，發(fā)熱效率高，可以實(shí)現(xiàn)局部高溫(最高可達(dá)900°C )，而對(duì)整個(gè)靶室溫度影響小，不影響密封性的效果。
權(quán)利要求1.一種離子注入機(jī)中靶室的高效加熱裝置，其特征在于，包括絕熱絕緣材料制成的平臺(tái)(1)，朝上一面設(shè)有凹槽0)，凹槽內(nèi)埋設(shè)加熱絲(3)，與外部電源相連，在加熱絲上覆蓋一層絕緣陶瓷片(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的高效加熱裝置，其特征在于，所述平臺(tái)(1)采用硅酸鈣材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高效加熱裝置，其特征在于，所述加熱絲C3)表面覆蓋的絕緣陶瓷片(4)采用氮化硼薄片。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高效加熱裝置，其特征在于，所述加熱絲(3)采用單層加熱絲。
5.如權(quán)利要求1或2所述的高效加熱裝置，其特征在于，所述平臺(tái)(1)為方形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于離子注入技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種離子注入機(jī)中靶室的加熱裝置。包括絕熱絕緣材料制成的平臺(tái)，朝上一面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)埋設(shè)加熱絲，與外部電源相連，在加熱絲上放置一層絕緣陶瓷片。平臺(tái)采用碳酸鈣材料制成。加熱槽凹槽內(nèi)的絕緣陶瓷片采用氮化硼薄片。加熱絲采用單層加熱絲。本實(shí)用新型裝置能耗很低，發(fā)熱效率高，可以實(shí)現(xiàn)局部高溫，而對(duì)整個(gè)靶室溫度影響小，不影響密封性的效果。
文檔編號(hào)H01J37/02GK201956317SQ20102064917
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者唐睿, 彭國(guó)良, 胡聰, 郭立平 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院, 武漢大學(xué)