热源温度下的温度值，可以在热源上方添加挡板，改变热量热辐射方向，将热量更多的集中在挡板以下部分，图4为高温测试系统的顶视剖面图(加热台热源上方不加挡板)，也可对加热台添加循环冷却水装置，将热量更多的传导出来。
[0056]实施例一:采用真空高温测试装置，测试真空室内目标测试点在有、无热防护装置情况下的温度。
[0057]真空高温测试装置(图1-4)内安装的目标测试点是模拟扫描电镜样品室内安装的探头(二次电子探头、电子背散射衍射仪探头)、物镜极靴、加热台及加热台防护挡板的位置。图3给出各目标测试点距加热台(坩祸中心)的位置:物镜极靴到加热台的距离为18mm(K1)，二次电子探头到加热台的距离为20mm(K2)，和电子背散射衍射仪探头到加热台的距离为30mm(K3)，分别记为K1、K2和K3。在高真空下(>10—4Pa)测试各目标点的温度。
[0058]按照上述步骤，在真空室1内，依次安装加热台11、热电偶12、电极法兰组件5、支撑法兰组件7、观察窗6、热防护法兰组件8。测温采用三根热电偶，热电偶的工作端分别固定在支撑法兰组件7上，位于ΚΙ、K2和K3的位置，安装完毕后，采用机械栗3和分子栗2，将真空室1内抽到高真空(优于10—4Pa)后，对加热台通电升温。测试加热台在不同温度下，Κ1、Κ2、Κ3位置处，在有、无热防护挡板条件下的温度。实验后，得到如图8所示的测试点温度-热源温度曲线。
[0059]在图8中，空心曲线和实心曲线分别为有、无热防护挡板时，Κ1(物镜极靴)、Κ2(二次电子探头)和Κ3(电子背散射衍射仪探头)处，从室温到1000°C的测试点温度与热源温度曲线。可以看出:(1)各测试点在有、无热防护挡板时，测试点温度随热源温度(热台坩祸中心温度)升高呈线性变化(2)热源上方加挡板后，改变了热辐射方向，使各测试点温度(T)降低，Kl: AT = Tki，-Tki’’=74.8°C;K2: Δ T = Tk2，_Tk2” =67.3°C ;K3: Δ T = Tk3，_Tk3’’=53.0°C。
(3)由测量数据外推到 1200°C:T = 237.9°C(18mm,无挡板)，T = 137.3°C，( 18mm，有挡板)。
[0060]实施例二:采用真空高温测试装置，配置红外热像仪，测试真空室
[0061]内目标测试点的温度分布。
[0062]利用真空高温装置真空室(1)的观察窗(6)(图1和2)，安装一个锗玻璃及红外热像仪，锗玻璃为红外热像仪的观察窗。
[0063]目标测试点为A1203陶瓷样品，陶瓷加热器的加热温度范围为室温到400°C，加热器距离A1203陶瓷样品的距离为20mm，即SE探头与加热台的距离。真空室内的真空度为10—3Pa。
[0064]红外热像图中显示出红外热像仪观察视场中，加热器和陶瓷样品的温度分布。红外热像图的右侧列出相对应的温度值。红外热像仪是通过测量物体发出的不可见的红外辐射，确定辐射表面(包括热源和测温目标点)的温度分布。经过温度校正，红外热像图可以精确地给出辐射表面的温度。但是，利用红外热像仪测温，不可以在热源上方加热防护挡板，否则不能测试出热源的真实温度。此外，红外热像仪通常用于测试中、低温电子器件中的温度分布，高温红外热像仪价格昂贵。
[0065]通过实施例说明，采用本实用新型模拟扫描电镜真空环境的高温测试装置，可以测试在高、低真空环境中，固体材料及器件、装置及附件的表面温度。温度测试范围从室温到1600°C，真空室的真空度从大气压到10—5Pa。在本实用新型的装置中可以安装不同类型的热源、探测器，热防护装置，以及不同类型的固体材料和器件，而并非局限于本文说明的实例。本实用新型的装置可以采用热电偶测温，也可以外接红外热像仪等不同的测定装置。若更换不同类型的热源本实用新型装置还可以实现更高的温度测试，适用与不同类型的扫描电镜，以及其它真空装置中的温度测量和评价，测试数据可以为研究材料和器件的热效应，以及热防护措施的有效性和可靠性提供数据，并可测试施加热防护措施后对目标测试点温度降低的效果。除了本实用新型的实例外，本实用新型还可体现为不同的应用，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，等同的技术方案也属本实用新型的范畴。
【主权项】
1.一种用于模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于包括:真空室及真空装置，热电偶，电极法兰组件，支撑法兰组件，加热台装置，及观察窗； 所述的真空室壁接有真空装置的机械栗法兰(9)、加热台法兰(4)、支撑法兰(7)、电极法兰组件(5)、观察窗法兰(6)、冷却水法兰(10);机械栗法兰(9)、加热台法兰(4)、支撑法兰(7)、电极法兰组件(5)、观察窗法兰(6)、冷却水法兰(10);通过螺钉固定在真空室壁上，各个法兰与真空室壁之间装有密封圈； 所述的真空装置包括机械栗(3)和分子栗(2)及控制面板，控制面板显示真空度的变化;热电偶(12)固定在支撑法兰组件(7)的固定轴(14)上，固定轴(14)固定在连接轴(13)上，热电偶的连接线通过锡焊与电极法兰组件(5)的内、外侧密封电极(17)连接，真空室外的热电偶连接线与热电偶仪表连接。2.根据权利要求1所述的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，所述热电偶(12)测温范围为-40°C?1600°C，测温精度为± 2.5°C。3.根据权利要求1所述的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，所述的电极法兰组件(5)由密封电极(17)、电极法兰盘(19)、密封圈和固定螺钉组成，密封电极通过螺钉固定在电极法兰上，密封电极与电极法兰之间装有密封圈。4.根据权利要求1所述的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，所述的支撑法兰组件(7)由支撑法兰盘(20)、连接轴、固定轴及固定螺钉组成，支撑法兰盘固定在真空室壁上，支撑法兰盘的内表面上做出一个凸台孔(21)，凸台孔上的螺钉孔用来固定连接轴，连接轴上开有多个圆孔，固定轴插入所述多个圆孔固定，固定轴上开有方槽，通过固定轴侧面的螺钉，固定热电偶。5.根据权利要求1所示的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，所述的加热台包括加热装置、热源、电源及温控装置，热源通过螺旋测微器式的移动机构并实现X/Y/Z三维方向的移动，加热台通过螺钉与加热台接口连接，加热台与加热台接口之间装有密封圈。6.根据权利要求1所示的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，若需降低热源上方目标点温度值在设定所需热源温度下的温度值，在热源上方或者测试位置的前方，添加热防护挡板。7.根据权利要求1所示的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，所述的观察窗接口安装普通玻璃观察真空室，或安装锗玻璃，通过红外热像仪测试真空室内，安装在不同位置上的样品的温度分布。8.根据权利要求1所示的模拟扫描电镜真空环境的高温测温装置，其特征在于，冷却水法兰上连接冷却水装置。
【专利摘要】本文公开了一种用于模拟扫描电镜真空环境的高温测试装置，测试在高、低真空环境及大气环境(10-5～105Pa)下，目标点的温度分布，并可测试施加热防护措施后对目标测试点温度降低的效果，测温范围为-40～1600℃。该测温装置包括：真空室及真空装置，热电偶测温组件，电极法兰组件，支撑法兰组件，加热台装置，及热防护挡板。本装置结构设计简单，测温精度高，测温范围广，适用于测试不同类型扫描电镜及真空设备中的温度分布。
【IPC分类】G01K7/02
【公开号】CN205138659
【申请号】CN201520599390
【发明人】韩晓东, 翟亚迪, 吉元, 王丽, 毛圣成, 王晓冬, 张泽
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年8月10日