CN1499164A - 用于制备薄膜的筒型辐射式加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，包括一筒型炉体，在炉体的炉壁上绕有加热丝，炉体的外侧有隔热层，所述的加热丝受控于一控温单元装置；炉体炉底周边上均布若干孔。本加热器结构合理紧凑；温度恒温区面积有足够大的尺寸，可满足制备大面积双面超导薄膜的要求；温度可调且选择范围宽，温度可调且选择范围宽；使用该加热器，方便确定薄膜最佳工艺参数，并具重复性；使用寿命长，抗破坏能力强。
Description
技术领域
本发明属于薄膜制备技术中的加热设备，尤其涉及一种超导薄膜制备中的用于制备薄膜的筒型辐射式加热器。
背景技术
薄膜的制备方法有直流磁控溅射法、脉冲激光法、共蒸发法等等。诸多的制膜方法都需要合适的加热器，因此加热器是制备薄膜设备中的关键部分。它关系到薄膜质量的优劣。通常采用的加热器有卤素灯加热、二氧化碳激光加热，单晶硅加热等。以上加热器均有使用寿命短，恒温区不稳定等缺点，无疑将会影响薄膜质量，增加了确定薄膜最佳工艺参数的难度，影响工艺参数的重复性，特别是大面积双面超导薄膜的制备，对加热器提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，其可为制备性能优良均匀性好的大面积双面超导薄膜提供保证，同时在真空、氧气氛下、高温中，加热器自身材料的性能稳定，没有挥发物污染真空室。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一种用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，包括一筒型炉体，在炉体的炉壁上绕有加热丝，炉体的外侧有隔热层，所述的加热丝受控于一控温单元装置；炉底均布若干孔。
所述的加热丝采用竖绕方式绕在炉体内壁上，且加热丝上套有瓷管。
或所述的加热丝采用双绕方式绕在炉体内、外壁上。
必要时，在炉体的内侧置有均热筒。
本发明的优点是：
1、加热器结构合理紧凑；
2、温度恒温区面积有足够大的尺寸，可满足制备大面积双面超导薄膜的要求；
3、温度可调且选择范围宽；
4、使用该加热器，方便确定薄膜最佳工艺参数，并具重复性；
5、使用寿命长，抗破坏能力强。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明另一实施例结构示意图
图3为本发明又一实施例结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明
如图1所示，本发明用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，包括一筒型炉体1，在炉体的炉壁上绕有加热丝2，炉体的外侧有隔热层3，所述的加热丝受控于一控温单元装置。该控温单元装置的核心为一控温仪8(可采用欧陆818控温仪)，其控制端输出经变压器7(BL)接电热丝，一放置于炉腔内的热电偶6信号端接控温仪8的输入端。在炉底5均布若干孔，主要用于提高炉膛内的温度均匀度。
所述的加热丝可用镍铬丝、铂丝或其它耐高温金属丝，加热丝采用双绕或竖绕方式绕在炉体的不锈钢筒外壁或内壁上，必要时在加热丝上套有瓷管。
根据炉体炉腔的大小和加热丝所绕的方式及方位来决定是否在炉体的内侧加设均热筒4，一般当加热丝绕在炉体的不锈钢筒内壁上且炉体较高时应加设均热筒。
所述的控温单元装置的热电偶置于炉腔内，视炉腔尺寸定热电偶位置，炉腔较低时，位置可随意，炉腔较高时应位于炉高的三分之一处。
炉体可选用金属或非金属耐高温材料，均热筒也同样也选用金属或非金属材料，要热传导良好；隔热层选用很薄的金属板制作，要求热传导差的材料；以上材料必须保证在真空高温、氧气氛中没有挥发物污染真空室。
本发明的工作原理是：控温仪根据热电偶传来的测试值不断调整输出控制，使加热丝加热的温度始终保持在预定的恒定值上，以满足相应温度下的薄膜材料的制备。
本发明用于制备薄膜的筒型辐射式加热器同样适用于其它薄膜材料的制备。
以下为具体实施例：
实施例1：用于直流磁控溅射设备中的筒型辐射式加热
参照图2所示，筒型炉体，高63mm，Φ内53mm，壁厚3mm，用不锈钢材料制作；加热丝采用镍铬丝或其它耐高温发热丝，双绕方式，绕在炉体不锈钢筒外壁上；根据炉体大小决定炉丝长度。隔热层采用1mm厚不锈钢板制作，炉底用5mm厚不锈钢板，在Φ59mm尺寸上均布6个孔；热电偶位置随意；变压器，输入交流220V，输出40V，150A；采用欧陆818控温仪，精度达±0.1℃。采用直流磁控溅射方法。加热器制备的钇钡铜氧(YBCO)超导薄膜Tc＞90K(77K、0T)。
实施例2：用于直流磁控溅射设备中的筒型辐射式加热
筒型炉体高60mm，Φ内50mm，壁厚3mm，用不锈钢材料制作；参照图3所示，加热丝采用镍铬丝或其它耐高温发热丝，竖绕方式，竖绕在炉体内壁上，并在加热丝上套瓷管；可以不用均热筒，也可以用；隔热层采作1mm厚的不锈钢板制作；炉底用厚5mm不锈钢板，在Φ56mm尺寸上均布6个孔；热电偶位置可随意放至炉腔内；采用大电流变压器，输入交流220V，输出20V，400A；用欧陆818控温仪，精度达到±0.1℃。采用直流磁控溅射方法，用该发明加热器制备的YBCO超导薄膜Tc＞91K(77K，OT)。
实施例3：用于直流磁控溅射设备中的筒型辐射式加热
筒型炉体，高78mm，Φ内75mm，壁厚3mm，用不锈钢制造；参照图1所示，加热丝采用铂丝或其它的高温发热丝，双绕方式，双绕在筒型炉体的内壁上。设有均热筒，高78mm，Φ内73mm，壁厚1mm，用石英材料制作；隔热层采用0.5mm厚不锈钢板制作；炉底用厚8mm的不锈钢板制作，在Φ81mm的尺寸上均布了3-6个孔，热电偶位置在炉高三之一处(偏下方)，变压器输入交流200V，输出40V，150A；采用欧陆818控温仪，精度达到±0.1℃，用直流磁控溅射方法，使用该发明加热器制备了YBCO双面超导薄膜，两面性能均达到：Tc＞90K，Jc＞106A/cm2(77K，OT)，Rs＜0.84mΩ(77K，10GHz)。
Claims (6)
1、一种用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，包括一筒型炉体，其特征在于：在炉体的炉壁上绕有加热丝，炉体的外侧有隔热层，所述的加热丝受控于一控温单元装置。
2、根据权利要求1所述的用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，其特征在于：所述的加热丝采用竖绕方式绕在炉体内壁上，且加热丝上套有瓷管。
3、根据权利要求1所述的用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，其特征在于：所述的加热丝采用双绕方式绕在炉体内壁上。
4、根据权利要求1所述的用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，其特征在于：所述的加热丝采用双绕方式绕在炉体不锈钢筒外壁上。
5、根据权利要求4或5所述的用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，其特征在于：在炉体的内侧置有均热筒。
6、根据权利要求5所述的用于制备薄膜的筒型辐射式加热器，其特征在于：所述的加热丝采用铂丝。
Priority Applications (1)
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| CNA021460981A CN1499164A (zh) | 2002-11-04 | 2002-11-04 | 用于制备薄膜的筒型辐射式加热器 |
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Publications (1)
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| CN1499164A true CN1499164A (zh) | 2004-05-26 |
Family
ID=34232624
Family Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106153189A (zh) * | 2015-04-14 | 2016-11-23 | 中国科学院物理研究所 | 蒸汽气池 |
| CN109746142A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 镀膜装置 |
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2002
- 2002-11-04 CN CNA021460981A patent/CN1499164A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106153189A (zh) * | 2015-04-14 | 2016-11-23 | 中国科学院物理研究所 | 蒸汽气池 |
| CN106153189B (zh) * | 2015-04-14 | 2018-11-06 | 中国科学院物理研究所 | 蒸汽气池 |
| CN109746142A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 镀膜装置 |
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