新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具的制作方法

文档序号:13715185阅读:206来源:国知局
技术领域本发明属于利用化学溶液法批量化生产大面积单面或双面超导薄膜技术领域,特别是涉及一种新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具。

背景技术:
由于YBCO高温超导薄膜在无线通讯领域具有良好的应用前景,国内大面积超导薄膜的研究落后于一些发达国家,而我国的高温超导微波器件研究又急需国内大面积YBCO双面薄膜研究作为支撑。目前,化学溶液法在制备大面积单面或双面超导薄膜的方面得到了广泛的研究,该方法不需要真空系统和昂贵设备,成本低,容易规模化,同时薄膜的组分容易控制,制备的涂层导体具有较好的性能。但是该方法在制备过程中热处理工艺耗时较长,为进一步降低生产成本、提高薄膜生产效率,除了对薄膜的热处理工艺进行优化外,研发一次可以烧制多片大面积超导薄膜的基片夹具在实现薄膜规模化生产上有着重要的实际意义。采用化学溶液方法制备大面积单面或双面超导薄膜需要在600-900℃的高温环境下反应几个小时,这期间需要采用旋转的方式保证多个基片受气、受热的一致性,同时要保证样品匀速绕其轴线旋转,要求夹具强度高,夹持稳定,无挥发污染。样品在高温处理过程中会发生一定量的膨胀、收缩,因此夹具夹持的设计必须要保证基片在不断旋转的情况下不受损伤,同时保证样品安装拆卸简单方便。申请人先前申请的公开号为CN102808175A的发明专利记载了一种新型大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,由主夹具和副夹具构成,主夹具由圆形夹具及圆筒形托杆A构成,圆形夹具上半圆的内环缘上布设有两对成对的固定爪A,下半圆内圆环缘上布设有两个成单的固定爪B,副夹具由半圆形槽及圆筒形托杆B构成,半圆形槽内圆环缘上布设有两个固定爪C。该夹具存在的问题是一次仅能烧制一片超导薄膜,生产效率低,生产成本高;且需要主夹具与副夹具配合,使用时需要谨慎调节主夹具圆形夹具及副夹具半圆形槽的位置,使副夹具半圆形槽的上侧与主夹具圆形夹具的下半圆完全重合,同时保证半圆形槽的上侧平面与圆形夹具上半圆的上平面在同一平面上,使主夹具圆形夹具下半圆上成单的固定爪B与副夹具半圆环内缘上的固定爪C组成一对上下完全对称的固定爪,且固定爪C的上平面与圆形夹具中固定爪A的上平面位于同一平面上。因此安装过程不方便,需要谨慎调节,影响生产效率。

技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种使用方便、提高生产效率、降低生产成本的新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具。为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,包括托杆,其中还包括基片夹,基片夹包括连接杆、半圆形固定夹具、半圆形活动夹具,连接杆上设置一组或多组半圆形固定夹具,每组包括多个半圆形固定夹具,每组的多个半圆形固定夹具沿连接杆的外壁均匀设置,并与连接杆固定连接,每个半圆形固定夹具的内环面上对称设置一对第一固定爪,每个半圆形固定夹具的两端分别设置第一连接耳,半圆形活动夹具的数量与半圆形固定夹具相同,每个半圆形活动夹具的内环面上对称设置一对第二固定爪,第二固定爪的形状与第一固定爪相同,每个半圆形活动夹具的两端分别设置第二连接耳,第二连接耳与第一连接耳可连接在一起,将半圆形活动夹具与半圆形固定夹具组装在一起。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,进一步的,所述第一固定爪的内表面为圆弧形。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,进一步的,所述第一固定爪和第二固定爪在半圆形活动夹具与半圆形固定夹具组成的内环面上均匀布置。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,进一步的,每组所述半圆形固定夹具的数量为2-4个。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,进一步的,所述托杆的上端设置内螺纹,连接杆的下端设置与托杆上内螺纹相匹配的外螺纹,连接杆下端与托杆上端通过螺纹固定在一起,并通过圆形螺母锁紧。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,进一步的,所述托杆的下端设置销孔。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,进一步的,所述销孔的上、下侧对称设置上、下凸榫。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具,基片夹包括多个半圆形固定夹具和多个半圆形活动夹具,实现了一次烧制多片超导薄膜基片,提高了超导薄膜的生产效率,降低了生产成本,不损伤样品,同时保证了样品的批次一致性。使用时先用镊子夹持基片放入半圆形固定夹具的两个第一固定爪内,用镊子固定,然后将半圆形活动夹具与半圆形固定夹具扣合,使超导薄膜基片处于基片夹的四个固定爪内,然后用螺栓将对应的第一连接耳和第二连接耳固定在一起,即可将半圆形活动夹具与半圆形固定夹具组装在一起,无需进行多余的调整,安装非常方便,节约了安装时间。下面结合附图对本发明的新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具作进一步说明。附图说明图1为本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具一种实施方式的立体图;图2为图1中托杆的结构示意图;图3为图1中基片夹的立体图;图4为图1中半圆形活动夹具的立体图;图5为本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具另一种实施方式的立体图。具体实施方式如图1-图4所示,本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具包括托杆9和基片夹,托杆9的上端设置内螺纹10,下端设置销孔11,销孔11的上、下侧对称设置上、下凸榫12、14。基片夹包括连接杆7、半圆形固定夹具1、半圆形活动夹具3,连接杆7的下端设置与托杆9上内螺纹相匹配的外螺纹8,连接杆7上设置一组或多组半圆形固定夹具1,每组包括2-4个半圆形固定夹具,每组的多个半圆形固定夹具1沿连接杆7的外壁均匀设置,并与连接杆7固定连接。每个半圆形固定夹具1的内环面上对称设置一对第一固定爪5,第一固定爪5与半圆形固定夹具1一体制成,第一固定爪5的内表面为圆弧形,每个半圆形固定夹具1的两端分别设置第一连接耳2。图1所示为一组半圆形固定夹具的实施例,图5所示为两组半圆形固定夹具的实施例,每组包括4个半圆形固定夹具。相邻组的半圆形固定夹具1上的第一连接耳2可一体制成,使整个夹具更加稳固。半圆形活动夹具3的数量与半圆形固定夹具1相同,每个半圆形活动夹具3的内环面上对称设置一对第二固定爪6,第二固定爪6的形状与第一固定爪5相同,每个半圆形活动夹具3的两端分别设置第二连接耳4。第一连接耳2与第二连接耳4可通过螺栓连接在一起,将半圆形活动夹具3与半圆形固定夹具1组装在一起,第一固定爪5和第二固定爪6在半圆形活动夹具3与半圆形固定夹具1组成的内环面上均匀布置。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具的使用过程为:安装超导薄膜基片时,先用镊子夹持基片放入半圆形固定夹具1的两个第一固定爪5内,用镊子固定,然后将半圆形活动夹具3与半圆形固定夹具1扣合,使超导薄膜基片处于基片夹的四个固定爪内,然后用螺栓将对应的第一连接耳2和第二连接耳4固定在一起,其它的超导薄膜基片采用同样的方法放入基片夹内。将销钉插入托杆9下端的销孔11内,并将上、下凸榫12、14镶嵌到电机上的凹槽内,从而将托杆与电机连接在一起,保证托杆在电机带动下同步移动。然后将连接杆7下端与托杆9上端通过螺纹固定在一起,并通过圆形螺母13锁紧,使基片夹随托杆9在电机带动下绕其轴线匀速旋转或往复运动。取出超导薄膜基片时先将圆形螺母13松开,将托杆9与基片夹分离,然后将半圆形活动夹具3与半圆形固定夹具1分离,用镊子取出基片。实施例1:将多片涂有超导薄膜的基片按照上述方法依次装入本发明夹具中,在温度为600-900℃的热处理炉中,由电机带动夹具绕其轴线匀速连续旋转60个小时,制备出的多片超导薄膜基片均完好无损,性能良好,同时多片超导薄膜基片的性能一致。实施例2:将多片涂有超导薄膜的基片按照上述方法依次装入本发明夹具中,在温度为600-900℃的热处理炉中,由电机带动夹具往复运动60个小时,制备出的多片超导薄膜基片均完好无损,性能良好,同时多片超导薄膜基片的性能一致。本发明新型多片大面积单面或双面超导薄膜基片夹具与现有技术相比,具有以下有益效果:1.本发明中基片夹包括多个半圆形固定夹具和多个半圆形活动夹具,实现了一次烧制多片超导薄膜基片,提高了超导薄膜的生产效率,降低了生产成本,不损伤样品,同时保证了样品的批次一致性。使用时先用镊子夹持基片放入半圆形固定夹具的两个第一固定爪内,用镊子固定,然后将半圆形活动夹具与半圆形固定夹具扣合,使超导薄膜基片处于基片夹的四个固定爪内,然后用螺栓将对应的第一连接耳和第二连接耳固定在一起,即可将半圆形活动夹具与半圆形固定夹具组装在一起,无需进行多余的调整,安装非常方便,节约了安装时间。2.本发明中第一、第二固定爪的内表面为圆弧形,采用平滑圆弧形设计在夹持超导薄膜基片时不仅可以保证基片在高温旋转过程中有一定的移动空间,使其不易发生碎、裂现象,同时实现了固定爪与超导薄膜基片边缘部分的“软”接触,使其边缘部分不受任何损伤,保证了超导薄膜基片的完整性。3.本发明中连接杆与托杆采用螺纹连接,拆装方便,实现了基片夹与托杆的分离,使得超导薄膜基片装片过程操作方便,同时提高了托杆的利用率。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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