本实用新型涉及离子源,特别涉及离子源放电模块。
背景技术:
离子源放电模块中的陶瓷零件与石英玻璃管需要密封装配,防止放电稀有气体从陶瓷零件通过时泄漏到石英玻璃管外表面,以免与高压电极直接放电,从而造成气体与能量的非预期损失,最终导致离子束强度不够与稳定性变差。目前,解决的技术主要有:
1.高温胶装技术:对胶状的工艺要求非常的高,还需要考虑不同材料在超高温度(700摄氏度左右)下的应力集中问题。
2.一次封接技术:采用相近热膨胀系数的材料,但是对于陶瓷件与石英玻璃这两种相差一个数量级的材料热膨胀系数的,并且在高温使用环境下无法有效解决。
技术实现要素:
为解决上述现有技术方案中的不足,本实用新型提供了一种可靠性好、耐高温、结构简单的离子源放电模块。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
一种离子源放电模块;所述离子源放电模块包括:
陶瓷管,所述陶瓷管包括外径较大部分和外径较小部分;
金属件,所述金属件设置在所述外径较小部分的外围,并与所述陶瓷管的外径较大部分连接在一起;
玻璃管,所述玻璃管设置在所述外径较小部分的外围,左侧与所述金属件连接,右侧连接石英管;所述金属件和玻璃管与所述外径较小部分的外缘间的距离均大于零。
石英管,所述石英管包括内径较大部分和内径较小部分,所述内径较大部分的端部与所述玻璃管的右侧连接;所述石英管与所述外径较小部分间的距离大于零。
与现有技术相比,本实用新型具有的有益效果为:
1.本实用新型在耐高温的陶瓷管和石英管之间设置了过渡部件,形成陶瓷件-陶瓷件与金属封接面-金属-金属与普通玻璃管封接面-普通玻璃管-普通玻璃管与变径石英玻璃管封接面-变径石英玻璃管的结构,防止在连接处出现应力过于集中而导致的碎裂问题;
从外部的热传递方式来看,使得连接处的温度要远小于石英管内径较小部分的温度(外部为室温环境下),使得连接处的耐温强度>实际工作温度,保证了连接的可靠性,也降低了金属件、玻璃管的耐温要求;
内部空间分为2部分:陶瓷管和石英管内径较小部件内的流通空间,以及由陶瓷管、金属件、玻璃管、石英管围成的处于所述流通空间外围的且与流通空间连通的相对封闭的空间,大部分的高温气体先流入相对稳定的流通空间,与陶瓷管、石英管完成了大部分热量的交换,然后小部分高温气体流入所述相对封闭的空间9-10,该空间内气体的流动性差,其中空间9内气体的流动性最差,所产生的热传导要远小于直接热传导,使得各连接处的温度小于流通空间内的温度,以及陶瓷管和石英管内径较小部分的温度,从而提高了连接的可靠性;
2.结构简单、紧凑。
附图说明
参照附图,本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案,而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中:
图1是根据本实用新型实施例1的离子源放电模块的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此,本实用新型并不局限于下述可选实施方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1:
图1示意性地给出了本实用新型实施例的离子源放电模块的结构简图,如图1所示,所述离子源放电模块包括:
陶瓷管1,如高纯型氧化铝陶瓷、99瓷、95瓷、90瓷或85瓷,所述陶瓷管包括外径较大部分和外径较小部分;
金属件2,如银、钼、铌、钽或可伐合金,所述金属件设置在所述外径较小部分的外围,并与所述陶瓷管的外径较大部分连接在一起;
玻璃管3,采用普通玻璃,所述玻璃管设置在所述外径较小部分的外围,左侧与所述金属件连接,右侧连接石英管;所述金属件和玻璃管与所述外径较小部分的外缘间的距离均大于零;
石英管4,如石英玻璃管,所述石英管包括内径较大部分和内径较小部分,所述内径较大部分的端部与所述玻璃管的右侧连接,内径较大部分的部分套在所述外径较小部分的外围;内径较小部分的内径与所述陶瓷管的内径相同,且陶瓷管和石英管的中心轴线共线;所述内径较小部分的外径小于所述内径较大部分的内径;所述石英管与所述外径较小部分间的距离大于零,所述陶瓷管、金属件、玻璃管、石英管围成处于所述流通空间11外围的且与流通空间连通的相对封闭的空间9-10;
从陶瓷管、金属件、玻璃管到石英管,热膨胀系数逐步过渡,形成陶瓷件1-陶瓷件与金属连接面6-金属2-金属与普通玻璃管连接面7-普通玻璃管3-普通玻璃管与变径石英玻璃管连接面8-变径石英玻璃管4的结构,防止在连接处出现应力过于集中而导致的碎裂问题。
本实用新型实施例的上述的离子源放电模块的工作方法,所述工作方法为:
放电气体依次流过所述陶瓷管、石英管的内部,放电气体的部分进入陶瓷管、金属件、玻璃管、石英管围成的相对封闭的空间内,陶瓷管、金属件、玻璃管、石英管的相互连接处的温度小于所述石英管内放电气体的温度;所述放电气体的温度超过680度。