CN111058013B - 一种微小型镀膜原子气室封装工艺 - Google Patents

一种微小型镀膜原子气室封装工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它包括如下步骤：第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁；第二步：用纯净水冲洗；第三步：对气室进行烘干和除气处理；第四步：将气室接入真空系统、充气；第五步：镀膜气室封装。其优点是：1)利用液氮对膜层起到了有效的保护作用，降低了气室内壁温度应力，避免了高温火焰对膜层的破坏，提高了气室的抗弛豫特性，进而提高了核磁共振陀螺、原子磁强计的性能；2)利用小火焰下台，火焰尺寸降到与气室尺寸相比拟的状态，从而降低了火焰对气室破坏，保护了膜层。微小型镀膜原子气室封装工艺，解决了微小型镀膜原子气室在封装过程中膜层被破坏的问题，实现了膜层的保护，提高了气室膜层的抗弛豫特性。

Description

一种微小型镀膜原子气室封装工艺
技术领域
本发明属于一种镀膜原子气室封装工艺，具体涉及一种微小型镀膜原子气室封装工艺。
背景技术
核磁共振陀螺及原子磁强计中的原子气室与内部原子构成敏感表头，是其核心部件之一。原子气室内，原子维持极化态的能力直接影响核磁共振陀螺及原子磁强计的性能。随着核磁共振陀螺及原子磁强计尺寸的降低，气室体积的减小导致电子自旋、核自旋与气室内壁的碰撞速率增加，弛豫时间变短，现阶段主要通过在原子气室内壁镀膜实现气室的抗弛豫性能，但在气室封装过程中，对膜层破坏性比较大，影响膜层的抗弛豫性能，从而制约核磁共振陀螺、原子磁强计性能的进一步提高。本发明通过对镀膜原子气室进行保护，利用工装及选择合适火焰，可有效实现对镀膜原子气室封装，减小对膜层的破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它能够提高原子气室抗弛豫能力，满足高精度核磁共振陀螺、高精度原子磁强计对气室性能提出的要求，进而提高核磁共振陀螺及原子磁强计的精度。
本发明的技术方案如下：一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它包括如下步骤：
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁；
第二步：用纯净水冲洗；
第三步：对气室进行烘干和除气处理；
第四步：将气室接入真空系统、充气；
第五步：镀膜气室封装。
所述的第一步包括配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀，将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
所述的第二步包括用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室至少三遍。
所述的第三步包括清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为至少100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气。
所述的第四步包括将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
所述的第五步包括将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约5mm，火焰温度为至少800℃，将气室从真空台上钳下，进行封装。
本发明的有益效果在于1)利用液氮对膜层起到了有效的保护作用，降低了气室内壁温度应力，避免了高温火焰对膜层的破坏，提高了气室的抗弛豫特性，进而提高了核磁共振陀螺、原子磁强计的性能；2)利用小火焰下台，火焰尺寸降到与气室尺寸相比拟的状态，从而降低了火焰对气室破坏，保护了膜层。微小型镀膜原子气室封装工艺，解决了微小型镀膜原子气室在封装过程中膜层被破坏的问题，实现了膜层的保护，提高了气室膜层的抗弛豫特性。
附图说明
图1为本发明所提供的一种微小型镀膜原子气室封装工艺所使用的一种装置示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。下面对本发明的实施例进行说明。
一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它包括如下步骤：
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀，将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为至少100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室封装
将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约5mm，火焰温度为至少800℃，将气室从真空台上钳下，进行封装。
上述所有涉及化学试剂使用的操作，均需按相关化学试剂的使用要求做好人员和环境防护及相关回收处理。
实施例1
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀。将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室下台
将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约10mm，火焰温度为800℃，将气室从真空台上钳下。
一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它包括如下步骤：
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀，将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为至少100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室封装
将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约5mm，火焰温度为至少800℃，将气室从真空台上钳下，进行封装。
上述所有涉及化学试剂使用的操作，均需按相关化学试剂的使用要求做好人员和环境防护及相关回收处理。
实施例2
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀。将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室下台
将气室用液氮冷却，温度为-195℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约10mm，火焰温度为790℃，将气室从真空台上钳下。
一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它包括如下步骤：
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀，将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为至少105℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于405℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室封装
将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约5mm，火焰温度为至少800℃，将气室从真空台上钳下，进行封装。
上述所有涉及化学试剂使用的操作，均需按相关化学试剂的使用要求做好人员和环境防护及相关回收处理。
实施例3
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀。将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为106℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于408℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室下台
将气室用液氮冷却，温度为-197℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约10mm，火焰温度为800℃，将气室从真空台上钳下。
一种微小型镀膜原子气室封装工艺，它包括如下步骤：
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀，将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为至少100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室封装
将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约5mm，火焰温度为至少800℃，将气室从真空台上钳下，进行封装。
上述所有涉及化学试剂使用的操作，均需按相关化学试剂的使用要求做好人员和环境防护及相关回收处理。
实施例4
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁
配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀。将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中。
第二步：用纯净水冲洗
用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室三遍。
第三步：对气室进行烘干和除气处理
清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为120℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于420℃，对气室进行高温除气。
第四步：将气室接入真空系统、充气
将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体。
第五步：镀膜气室下台
将气室用液氮冷却，温度为-198℃，加入夹持工装，利用小火焰，直径约10mm，火焰温度为800℃，将气室从真空台上钳下。

Claims (1)

1.一种微小型镀膜原子气室封装工艺，其特征在于：它包括如下步骤：
第一步：采用“Piranha”溶液清洗气室内壁；
第二步：用纯净水冲洗；
第三步：对气室进行烘干和除气处理；
第四步：将气室接入真空系统、充气；
第五步：镀膜气室封装；
所述的第一步包括配制“Piranha”溶液，将体积比为3:7的过氧化氢溶液和98％的浓硫酸混合，搅拌均匀，将“Piranha”溶液注入气室内，将气室浸入“Piranha”溶液中；
所述的第二步包括用电导率≤0.5μs/cm的纯净水冲洗气室至少三遍；
所述的第三步包括清洗完成后，将气室放在烘箱中，烘烤温度为至少100℃，除去气室表面的水分，然后放入除气炉，除气炉温度高于400℃，对气室进行高温除气；
所述的第四步包括将镀膜后的气室接入真空度≤10-6Pa的真空系统，并充入所需的碱金属和气体；
所述的第五步包括将气室用液氮冷却，温度为-196℃，加入夹持工装，火焰温度为至少800℃，火焰直径5mm，将气室从真空台上钳下，进行封装。
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