CN105987845B - 一拖二温度控制样品架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温度控制样品架，具体地说是一种一拖二温度控制样品架，样品冷却架的一端与冷却源相连，另一端分别连接有安装样品的钽片A及钽片B，钽片A、B的两侧分别设有钽丝A、钽丝B；电极A与电极B的一端分别绝缘连接于样品冷却架的两侧，电极C的一端绝缘连接于样品冷却架的背面，电极A的另一端与钽片B一侧的钽丝B连接，电极C的另一端与钽片A一侧的钽丝A连接，电极B的另一端分别与钽片A另一侧的钽丝A及钽片B另一侧的钽丝B连接，电极A、B、C分别设有与真空腔体连接的导线；电极A、钽片B及电极B通过钽丝B形成回路，电极C、钽片A及电极B通过钽丝A形成回路。本发明具有实验效率高、结构简单、易于加工等特点。

Description

一拖二温度控制样品架

技术领域

本发明涉及温度控制样品架，具体地说是一种一拖二温度控制样品架。

背景技术

表面科学研究常常用到超高真空(真空度往往在10^-10torr的量级)，因此真空腔体最好不要暴露大气；否则不仅需要长时间烘烤来获得超高真空，还需要重新处理样品，非常麻烦。通常的温度控制样品架多是只能安装一个样品，这样更换样品就比较麻烦，会耽搁很多时间，并且不同条件下比较的结果也不够可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一拖二温度控制样品架。该一拖二温度控制样品架同时安装了两个样品，可分别对两个样品进行温度控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括样品冷却架、电极A、电极B、电极C、钽片A及钽片B，其中样品冷却架的一端与冷却源相连，另一端分别连接有钽片A及钽片B，该钽片A及钽片B上均安装有样品，所述钽片A的两侧设有钽丝A，所述钽片B的两侧设有钽丝B；所述电极A与电极B的一端分别绝缘连接于样品冷却架的两侧，所述电极C的一端绝缘连接于样品冷却架的背面，所述电极A的另一端与钽片B一侧的钽丝B连接，所述电极C的另一端与钽片A一侧的钽丝A连接，所述电极B的另一端分别与钽片A另一侧的钽丝A及钽片B另一侧的钽丝B连接，所述电极A、电极B及电极C分别设有与真空腔体连接的导线；所述电极A、钽片B及电极B通过钽丝B形成回路，所述电极C、钽片A及电极B通过钽丝A形成回路。

其中：所述钽片A及钽片B均通过蓝宝石片安装在样品冷却架的另一端；所述样品冷却架的另一端设有两个凸起，所述钽片A及钽片B均通过蓝宝石片分别安装在两个凸起上；所述电极A、电极B及电极C的一端分别通过陶瓷柱与样品冷却架绝缘连接；所述电极C的另一端设有连接片，该连接片与所述钽片A一侧的钽丝A相连；所述钽片A及钽片B的正面均开有容置样品的凹槽，所述钽片A及钽片B的背面两侧分别焊接有钽丝A及钽丝B。

本发明的优点与积极效果为：

本发明在样品冷却架上设置了两个放置待测样品的钽片，提高了实验效率，结构紧凑，易于加工；通过液氮冷却以及钽丝加热共同作用的方式，可以获得90K到1200K温度范围内的温度控制，应用效果良好。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的结构主视图；

图3为图2的左视图；

图4为本发明的爆炸图；

其中：1为样品冷却架，2为电极A，3为电极B，4为电极C，5为蓝宝石片，6为钽片A，7为样品，8为导线，9为连接片，10为钽丝A，11为陶瓷柱，12为钽片B，13为凸起，14为圆盘，15为钽丝B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～4所示，本发明包括样品冷却架1、电极A2、电极B3、电极C4、蓝宝石片5、钽片A6及钽片B12，其中样品冷却架1的一端与冷却源(液氮冷阱)紧密连接，为了配合液氮冷阱，样品冷却架1一端的形状可以根据液氮冷阱的不同进行修改，使其适配。本实施例样品冷却架1的一端是个圆盘14，通过该圆盘14与冷却源(液氮冷阱)紧密连接，通过热传导制冷。样品冷却架1的另一端为平板状，在平板状的上下两侧分别向外延伸、形成两个凸起13，用于固定钽片。钽片A6通过蓝宝石片5固定在位于上方的凸起13上，钽片B12通过蓝宝石片5固定在位于下方的凸起13上。钽片A6及钽片B12的正面均开有容置样品7的凹槽，样品7通过压片固定在该凹槽内。钽片A6背面的两侧均焊接有钽丝A10(本实施例是在钽片A6背面两侧均焊接两条钽丝A10)，钽片B12背面的两侧均焊接有钽丝B15(本实施例是在钽片B12背面两侧均焊接两条钽丝B15)。钽片A6及钽片B12的形状可以根据样品7的形状做相应的修改，蓝宝石片5为人工蓝宝石片，它的导热能力很好，同时还具有绝缘性质。样品冷却架1由无氧铜加工而成，利用了无氧铜强的导热导电功能以及膨胀系数小的特点。

电极A2与电极B3位于样品冷却架1的左右两侧，电极C4位于样品冷却架1的背面。电极A2与电极B3的一端分别通过螺丝穿过陶瓷柱11连接于样品冷却架1的左右两侧，陶瓷柱11保证电极A2、电极B3与样品冷却架1绝缘。同样，电极C4的一端也是通过螺丝穿过陶瓷柱11与样品冷却架1的背面绝缘连接，这样，可以保证三个电极与样品冷却架1之间的绝缘关系。电极A2的另一端与钽片B12一侧的钽丝B15连接，电极C4的另一端设有连接片9，该连接片9与钽片A6一侧的钽丝A10相连，电极B3的另一端分别与钽片A6另一侧的钽丝A10及钽片B12另一侧的钽丝B15连接。电极A2、电极B3及电极C4上分别设有与真空腔体上的引线连接的导线8，本实施例的导线8为直径两毫米的铜线，一端分别固定到电极A2、电极B3及电极C4上，另一端连接到真空腔体上的引线上，引线去连接外部的电源，用于给钽丝A10、钽丝B15提供大电流(最大60安)，通过给钽丝A10或钽丝B15一个大电流，用以给钽片A6或钽片B12上的样品7加热。

本发明的连接方式及工作原理为：

三根导线8分别利用螺丝固定到电极A2、电极B3及电极C4的下端，电极A2通过钽丝B15与钽片B12连接、钽片B12通过钽丝B15与电极B3连接，形成一个回路，给钽片B12提供加热电流；电极C4通过钽丝A10与钽片A6连接、钽片A6通过钽丝A10与电极B3连接，也形成一个回路，给钽片A6提供加热电流。两个回路中，电极A2、电极C4上的导线8为电流进入端，电极B3上的导线8为电流流出端，两个回路之间的切换只需要将加热电流的电极正极做一个变换即可。这样，就可以实现分别给两个样品进行加热。

电极A2、电极B3及电极C4分别通过陶瓷柱11与样品冷却架1相连接，保证电极与样品冷却架1之间的绝缘关系，因为样品冷却架1多数情况是接地的。钽片A6及钽片B12的背面通过蓝宝石片5与样品冷却架1另一端的两个凸起13连接，利用蓝宝石片5极好的热传导能力，保证导热的速度，确保降温的速度足够快。

温度测量是通过热偶线连接到真空腔体外边，通过商用的读数计读取(可以通过计算机编程控制)。热偶线的一端焊在样品7边上的钽片上，或者是通过真空胶直接粘在样品7上，另一端也是通过热偶的引线连接到外部的温度测量控制盒(本发明的温度测量控制盒为现有技术)上，测量样品7表面的温度。利用labview商业软件，通过控制钽丝加热的电流结合液氮冷却来控制样品7表面的温度，维持在需要的温度上。

本发明实现了温度在90K到1200K范围连续可控，并且利用它可进行一系列程序升温脱附的实验。

Claims (6)

1.一种一拖二温度控制样品架，其特征在于：包括样品冷却架（1）、电极A（2）、电极B（3）、电极C（4）、钽片A（6）及钽片B（12），其中样品冷却架（1）的一端与冷却源相连，另一端分别连接有钽片A（6）及钽片B（12 ），该钽片A（6）及钽片B（12）上均安装有样品（7），所述钽片A（6）的两侧设有钽丝A（10），所述钽片B（12）的两侧设有钽丝B（15）；所述电极A（2）与电极B（3）的一端分别绝缘连接于样品冷却架（1）的两侧，所述电极C（4）的一端绝缘连接于样品冷却架（1）的背面，所述电极A（2）的另一端与钽片B（12）一侧的钽丝B（15）连接，所述电极C（4）的另一端与钽片A（6）一侧的钽丝A（10）连接，所述电极B（3）的另一端分别与钽片A（6）另一侧的钽丝A（10）及钽片B（12）另一侧的钽丝B（15）连接，所述电极A（2）、电极B（3）及电极C（4）分别设有与真空腔体连接的导线（8）；所述电极A（2）、钽片B（12）及电极B（3）通过钽丝B（15）形成回路，所述电极C（4）、钽片A（6）及电极B（3）通过钽丝A（10）形成回路。

2.按权利要求1所述的一拖二温度控制样品架，其特征在于：所述钽片A（6）及钽片B（12）均通过蓝宝石片（5）安装在样品冷却架（1）的另一端。

3.按权利要求2所述的一拖二温度控制样品架，其特征在于：所述样品冷却架（1）的另一端设有两个凸起（13），所述钽片A（6）及钽片B（12）均通过蓝宝石片（5）分别安装在两个凸起（13）上。

4.按权利要求1或2所述的一拖二温度控制样品架，其特征在于：所述电极A（2）、电极B（3）及电极C（4）的一端分别通过陶瓷柱（11）与样品冷却架（1）绝缘连接。

5.按权利要求4所述的一拖二温度控制样品架，其特征在于：所述电极C（4）的另一端设有连接片（9），该连接片（9）与所述钽片A（6）一侧的钽丝A（10）相连。

6.按权利要求1或2所述的一拖二温度控制样品架，其特征在于：所述钽片A（6）及钽片B（12）的正面均开有容置样品（7）的凹槽，所述钽片A（6）及钽片B（12）的背面两侧分别焊接有钽丝A（10）及钽丝B（15）。