一拖二温度控制样品架的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
一拖二温度控制样品架
技术领域
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005]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 —侧的钽丝B连接，所述电极C的另一端与钽片A —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。
[0006]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 —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。
[0007]本发明的优点与积极效果为:
[0008]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】
[0009]图1为本发明的立体结构示意图；
[0010]图2为本发明的结构主视图；
[0011]图3为图2的左视图；
[0012]图4为本发明的爆炸图；
[0013]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】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0015]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B15，其中样品冷却架I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I 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I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I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AlO (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I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。
[0016]电极A2与电极B3位于样品冷却架I的左右两侧，电极C4位于样品冷却架I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I的左右两侦牝陶瓷柱11保证电极A2、电极B3与样品冷却架I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I的背面绝缘连接，这样，可以保证三个电极与样品冷却架I之间的绝缘关系。电极A2的另一端与钽片B12 —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 —侧的钽丝AlO相连，电极B3的另一端分别与钽片A6另一侧的钽丝AlO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18，本实施例的导线18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AlO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。
[0017]本发明的连接方式及工作原理为:
[0018]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AlO与钽片A6连接、钽片A6通过钽丝AlO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。
[0019]电极A2、电极B3及电极C4分别通过陶瓷柱11与样品冷却架I相连接，保证电极与样品冷却架I之间的绝缘关系，因为样品冷却架I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I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。
[0020]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Iabview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。
[0021]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。
【主权项】
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(I)、电极A(2)、电极B(3)、电极C(4)、钽片A(6)及钽片B(15)，其中样品冷却架⑴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(15)，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(I)的两侧，所述电极C(4)的一端绝缘连接于样品冷却架⑴的背面，所述电极A(2)的另一端与钽片B(12) —侧的钽丝B(15)连接，所述电极C(4)的另一端与钽片A(6) —侧的钽丝A(1)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(1)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(18);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(1)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⑴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(I)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⑴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) —侧的钽丝A(1)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)。
【文档编号】G01N1/44GK105987845SQ201510082462
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月15日
【发明人】吴家伟, 张建阳, 杨学明
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所