加热装置及材料热处理方法与流程

文档序号:29313475发布日期:2022-03-19 20:55阅读:184来源:国知局
加热装置及材料热处理方法与流程

1.本技术涉及热处理设备领域,具体而言,涉及一种加热装置及材料热处理方法。


背景技术:

2.在目前的材料转移设备中,例如在二维材料的转移设备中,样品加热台等加热装置是不可或缺的部件,其作用是对二维材料等样品进行加热,以达到胶融化的作用。
3.在目前的工艺中,在完成样品的加热转移过程以后往往还需要对样品进行退火处理,以去除转移过程中产生的气泡和褶皱等缺陷。
4.而关于退火处理,目前采用的常规做法是将转移好的样品放置到真空退火炉中在一定的气氛下进行退火。在制备一些由水氧敏感材料构成的异质结等材料时,整个转移过程需要在手套箱内进行;然而,将转移好的样品从手套箱内拿出放到真空退火炉的过程中,可能会使样品接触到空气进而导致样品毁坏。


技术实现要素:

5.本技术的目的在于提供一种加热装置及材料热处理方法,能够有效降低样品在完成转移后且退火处理前接触到空气而毁坏的风险。
6.本技术的实施例是这样实现的:
7.第一方面,本技术实施例提供一种加热装置,包括加热台主体和盖板组件。
8.加热台主体,包括安装座和导热块;安装座内部具有加热台空腔,安装座的顶部具有与加热台空腔连通的通气通道;安装座外侧设有与加热台空腔连通的第一加热台接头和第二加热台接头;导热块安装于安装座,且导热块的顶部位于安装座的顶部;导热块内开设第一通道,第一通道的一端贯穿导热块的顶部端面,第一通道的另一端与第一加热台接头之间连接有连接管道;
9.盖板组件,盖设于安装座的顶部时,和安装座的顶部之间具有第一盖板空腔;通气通道及第一通道均与第一盖板空腔连通;盖板组件外侧设有连通第一盖板空腔的第一盖板接头。
10.上述技术方案中,加热台主体的导热块通过第一加热台接头接通负压能够将待处理材料吸附在导热块顶部,方便导热块升温后对待处理材料进行加热处理。加热台主体和盖板组件配合,通过第二加热台接头可以接通负压和/或气源并通过第一盖板空腔接通退火气氛,方便在特定的气氛和/或真空度环境下进行退火处理。
11.加热装置兼具加热处理和退火处理的功能,在对材料完成加热转移后,无需将样品从处理环境中取出后放置在真空退火炉中另行退火,待处理材料能够保持处于预设环境气氛条件下,能够有效降低样品在完成转移后且退火处理前接触到空气而毁坏的风险。
12.在一些可选的实施方案中,第一盖板空腔开设于盖板组件并贯穿盖板组件的底部,第一盖板空腔贯穿盖板组件的底部形成观察孔,盖板组件的顶部安装有与观察孔对应的观察窗;盖板组件盖设于安装座的顶部时,观察孔与导热块对应,且通气通道及第一通道
均通过观察孔与第一盖板空腔连通。
13.上述技术方案中,观察窗与观察孔对应,能够观察到与观察孔对应的导热块顶部的样品的退火过程。一方面,方便直观地观察到样品退火的进度而节省研究时间;另一方面,可视化的退火过程也能为研究提供更多的实验信息。
14.在一些可选的实施方案中,盖板组件的顶部具有与第一盖板空腔连通的安装通孔,安装通孔的周向上环设有安装台阶;安装台阶包括环状台阶侧壁及环状台阶底壁,环状台阶底壁连接于环状台阶侧壁的底部内侧;观察窗设置于安装台阶以封闭安装通孔,环状台阶侧壁及环状台阶底壁中的至少一者与观察窗之间连接有环状密封圈。
15.上述技术方案中,通过设置安装台阶进行观察窗的安装,使得观察窗能够更好地嵌合在盖板组件中。观察窗与安装台阶之间通过环状密封圈进行连接,能够较好地实现二者之间的连接和密封。
16.在一些可选的实施方案中,盖板组件的底部设置有环状凸起;环状凸起位于第一盖板空腔内并围设于观察孔;环状凸起的顶部与环状台阶底壁齐平;环状凸起开设有连接通道,用于连通环状凸起的内侧和外侧。
17.上述技术方案中,与安装台阶的环状台阶底壁齐平的环状凸起用于和环状台阶底壁配合,以对观察窗更好地支撑,有利于减小观察窗的厚度,从而使得观察窗的透光性更好、能够实现更好的观察。
18.在一些可选的实施方案中,盖板组件内部还具有第二盖板空腔,外侧还设有连通第二盖板空腔的第二盖板接头;第二盖板空腔位于第一盖板空腔外侧,且盖板组件的底部开设有与第二盖板空腔连通的第二通道;盖板组件盖设于安装座的顶部时,第二通道与安装座的顶部对应,且安装座的顶部将第一盖板空腔和第二盖板空腔隔开。
19.上述技术方案中,安装座的顶部将第一盖板空腔和第二盖板空腔隔开,以使得第一盖板空腔与安装座内部空腔连通、第二盖板空腔与安装座外部环境连通。第二通道与安装座的顶部对应,方便第二盖板空腔内的气体中第二通道吹出后吹扫到安装座的顶部,能够对安装座的顶部进行降温,有利于更好地进行退火处理。
20.在一些可选的实施方案中,在盖板组件的横截面上,第二通道沿圆弧路径延伸,且圆弧路径的圆心角大于300
°

21.上述技术方案中,第二通道为大弧度的圆弧形,能够在轴向上较好地与安装座的顶部对应,使得吹扫到安装座的顶部的气体能够发挥更充分均匀的降温效果。
22.在一些可选的实施方案中,通气通道为位于导热块的顶部和安装座的顶部之间的通气间隙;安装座的顶部贯穿开设有多个与加热台空腔连通的连通孔;盖板组件盖设于安装座的顶部时,连通孔与第一盖板空腔连通。
23.上述技术方案中,连通孔的设置能够减小安装座的顶部的截面积,从而能够减小对导热块辐射的热量的传递,有利于减小导热块低热量散失。
24.在一些可选的实施方案中,安装座的顶部凹设有环形安装槽,用于可拆卸地安装环形密封件,以使盖板组件盖设于安装座的顶部时,环形密封件的顶部与盖板组件的底部密封贴合并将第一盖板空腔和第二盖板空腔隔开。
25.上述技术方案中,环形安装槽的设置用于可拆卸地安装环形密封件,能够较好地实现安装座的顶部与盖板组件的密封配合。同时,环形安装槽的设置还能够减小安装座的
顶部的截面积,从而能够减小对导热块辐射的热量的传递。
26.在一些可选的实施方案中,加热台主体还包括加热片和螺钉式温度探头,加热片与导热块的底部端面贴合,螺钉式温度探头穿设于加热片并与导热块的底部连接。
27.上述技术方案中,加热片的形式具有较大的散热面积,有利于减小由加热元器件散热不及时和自身储能较大而造成的温度过冲。螺钉式温度探头方便固定在导热块进行温度检测,还能够实现对加热片的固定。
28.在一些可选的实施方案中,加热装置还包括隔热台,隔热台包括隔热座、侧面反光结构及底面反光结构;隔热座用于连接安装座,隔热座的顶部凹设有用于与加热台空腔连通的隔热腔室;侧面反光结构围设于隔热腔室的侧壁,底面反光结构设置于隔热腔室的底部。
29.上述技术方案中,隔热台用于对加热台主体与操作台面隔开;隔热座内部的侧面反光结构及底面反光结构能够对加热台主体的热辐射进行反射,有利于减小加热台主体的热量损失以及其对外部传递的热量。
30.第二方面,本技术实施例提供一种材料热处理方法,采用如第一方面实施例提供的加热装置进行,包括,在预设环境气氛条件下:
31.将待处理材料放置在导热块顶部并掩盖第一通道的开口;
32.将第一加热台接头接通负压,并将导热块升温至预设温度完成对待处理材料的加热处理;
33.将加热处理后的待处理材料放置于导热块顶部;
34.以及,将第二加热台接头接通负压并将第一盖板接头接通退火气源,然后对待处理材料进行退火处理。
35.上述技术方案中,采用加热台主体吸附待处理材料进行加热处理,并采用加热台主体和盖板组件配合为待处理材料提供特定的气氛和真空度环境进行退火处理,在对材料完成加热转移后,无需将样品从处理环境中取出后放置在真空退火炉中另行退火,待处理材料能够保持处于预设环境气氛条件下,能够有效降低样品在完成转移后且退火处理前接触到空气而毁坏的风险。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1为本技术实施例提供的加热装置的爆炸图;
38.图2为本技术实施例提供的加热装置的剖视图;
39.图3为本技术实施例提供的加热台主体的剖视图;
40.图4为本技术实施例提供的加热台主体的结构示意图;
41.图5为本技术实施例提供的盖板组件的爆炸图;
42.图6为本技术实施例提供的盖板组件的剖视图;
43.图7为本技术实施例提供的隔热台的爆炸图。
44.图标:10-加热装置;
45.100-加热台主体;101-安装座;110-隔热环;111-加热台空腔;112-第一加热台接头;113-第二加热台接头;114-真空航空插头;120-安装板;121-通气通道;122-连通孔;123-环形安装槽;130-导热块;131-第一通道;132-连接管道;133-加热片;134-螺钉式温度探头;135-弹簧垫片;
46.200-盖板组件;201-盖板座;210-座体环状侧板;211-第一盖板空腔;212-第一盖板接头;213-第二盖板空腔;214-第二盖板接头;220-座体底板;221-观察孔;222-环状凸起;223-连接通道;224-第二通道;230-观察窗;231-安装台阶;232-环状台阶侧壁;233-第一环状密封圈;234-环状台阶底壁;235-第二环状密封圈;240-密封盖板;
47.300-环形密封件;
48.400-隔热台;410-隔热座;411-隔热腔室;420-侧面反光结构;430-底面反光结构。
具体实施方式
49.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
50.因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
51.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
52.在本技术的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
53.术语“垂直”、“平行”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直或平行,而是可以稍微倾斜。
54.此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.在本技术的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
56.实施例
57.请参阅图1和图2,本技术实施例提供一种加热装置10,包括加热台主体100和盖板组件200。
58.请参阅图3和图4,加热台主体100包括安装座101和导热块130。安装座101内部具有加热台空腔111,安装座101的顶部具有与加热台空腔111连通的通气通道121。安装座101外侧设有与加热台空腔111连通的第一加热台接头112和第二加热台接头113。导热块130安装于安装座101;导热块130的顶部位于安装座101的顶部。导热块130内开设第一通道131;第一通道131的一端贯穿导热块130的顶部端面;第一通道131的另一端贯穿导热块130的侧壁或者导热块130的底部端面,且第一通道131的另一端与第一加热台接头112之间连接有连接管道132。
59.作为一种示例,导热块130的顶部伸出安装座101的顶部,其方便在导热块130的顶部放置待处理材料。作为另一种示例,通气通道121为位于导热块130的顶部与安装座101的顶部之间的通气间隙,其在实现连通作用的同时能够降低导热块130传递至安装座101的热量而减小热量损失。当然,在其他实施方案中,通气通道121也可以贯穿开设于导热块130的顶部,例如开设于导热块130的顶部靠近导热块130的区域,其可以是任意的规则或不规则的形状。
60.在一些可选的实施方案中,连接管道132为薄壁tc4管,tc4热导率低,且强度高可以将壁厚做薄,减小热传导截面积,因此使得连接管道132远离导热块130的一端的温度可以大大降低。
61.作为一种示例,连接管道132与导热块130相连的一端的密封方式采用过盈配合,另一端与第一加热台接头112的连接的密封方式为氟橡胶o型密封圈,该密封方式为一端固定而另一端有一定的伸缩空间,使得在温度升高时不容易因为热膨胀导致安装座101破裂。
62.可选地,o型密封圈采用246氟橡胶制成,246氟橡胶可在300℃的温度条件下长期工作,耐350℃老化16小时仍然能保持良好的弹性。o型密封圈的外径略大于第一加热台接头112的内径,o型密封圈的内径略小于连接管道132的外径,使得o型密封圈安装好以后能保持一定的弹性变形,起到较好的密封作用。
63.盖板组件200用于可拆卸地放置于安装座101的顶部,以使得盖板组件200具有盖设于安装座101的顶部的第一状态以及脱离安装座101的顶部的第二状态。
64.请参阅图5和图6,盖板组件200处于盖设于安装座101的顶部的第一状态时,盖板组件200和安装座101的顶部之间具有第一盖板空腔211;且在该状态下,通气通道121及第一通道131均与第一盖板空腔211连通。盖板组件200外侧设有连通第一盖板空腔211的第一盖板接头212。
65.作为一种示例,第一盖板空腔211开设于盖板组件200并贯穿盖板组件200的底部,该方式下方便第一盖板空腔211的开设方便,且便于第一盖板接头212与第一盖板空腔211进行连通。当然,在其他的实施方案中,第一盖板空腔211不限于开设于盖板组件200,例如还可以在安装座101的顶部凸设环状侧壁,并在第一状态下通过盖板组件200抵持环状侧壁的顶部围成封闭的第一盖板空腔211。
66.在本技术中,加热台主体100能够用于进行待处理样品的加热处理;盖板组件200处于盖设于安装座101的顶部的与加热台主体100进行配合时,能够用于进行待处理样品的退火处理。
67.在加热处理阶段,将待处理材料放置在导热块130顶部并掩盖第一通道131顶端的开口,通过将第一加热台接头112接通负压能够将待处理材料吸附在导热块130顶部,方便
导热块130升温至预设温度后完成对待处理材料的加热处理。在该退火处理阶段,将加热处理后的待处理材料放置于导热块130顶部,通过将第二加热台接头113接通负压为待处理材料所在的第一盖板空腔211提供具有一定真空度的环境,通过第一盖板接头212接通退火气源为待处理材料所在的第一盖板空腔211提供特定的退火气氛,方便在特定的气氛和真空度环境下进行退火处理。
68.本技术提供的加热装置10兼具加热处理和退火处理,方便将加热装置10放置于特定的预设环境气氛条件下依次进行加热转移以及退火处理,该特定的预设环境气氛条件例如为手套箱环境。
69.在对材料完成加热转移后,无需将样品从处理环境中取出后放置在真空退火炉中另行退火,待处理材料能够保持处于预设环境气氛条件下,能够有效降低样品在完成转移后且退火处理前接触到空气而毁坏的风险。
70.需要说明的是,在本技术的加热台主体100中,导热块130的作用在于进行导热,需要配置与导热块130对应的加热元件,用于对导热块130进行加热。进一步地,为了更好地对加热情况进行监控,可选地还设置有与导热块130对应的温度传感设备。
71.请继续参阅图3,作为一种示例,加热台主体100还包括加热片133和螺钉式温度探头134;可选地,加热片133为陶瓷加热片133。加热片133与导热块130的底部端面贴合,螺钉式温度探头134穿设于加热片133并与导热块130的底部连接。
72.加热元件采用加热片133的形式,具有较大的散热面积,有利于减小由加热元器件散热不及时和自身储能较大而造成的温度过冲;将加热片133贴合在导热块130的底部端面,设置方便,且对导热块130的顶部的热传导作用较均匀。当然,在其他实施方案中,加热元件不限于设置为片状,例如也可以设置为加热棒;该加热元件也不限于贴合在导热块130的底部,例如可以设置在导热块130的侧壁。
73.螺钉式温度探头134方便固定在导热块130进行温度检测,还能够实现对加热片133的固定。当然,在其他实施方案中,温度传感设备也可以设置为其他常见的接触或非接触的形式。
74.对应地,加热台主体100还设置有真空航空插头114,其示例性地通过耐高温的环氧树脂密封安装在加热台主体100的侧壁。
75.进一步地,加热台主体100还包括弹簧垫片135,弹簧垫片135与加热片133的底部贴合,螺钉式温度探头134依次穿设于弹簧垫片135和加热片133,再与导热块130的底部连接。
76.发明人研究发现,在反复的加热和冷却过程中,导热块130会伴随着反复发生膨胀与收缩。在未设置弹簧垫片135的情况下,随着使用时间的延长,容易出现螺钉式温度探头134与导热块130连接不紧密的情况,进而随着使用时间的延长容易出现温度探测不准确的情况。弹簧垫片135的设置有利于使得螺钉式温度探头134与导热块130保持紧密的连接,从而有利于保证温度探测的准确性。
77.可选地,弹簧垫片135的材质为tc4钛合金。在设置有弹簧垫片135的实施方案中,弹簧垫片135抵持在加热片133和螺钉式温度探头134之间,由于弹簧垫片135本身同加热片133和螺钉式温度探头134的接触面积较小,再采用热导率低的材质,可以减小加热片133对螺钉式温度探头134的干扰,使温度探头测得的温度更接近导热块130的实际温度。
78.可以理解的是,在本技术的实施例中,加热台主体100和盖板组件200的设置方式不限,只要具备提及的功能部位即可;其可以设置为一体成型的结构,也可以由多个部件组合安装得到;其可以是规则的形状,也可以是不规则的形状。
79.关于加热台主体100的安装座101:
80.请继续参阅图3,在一些示例性的实施方案中,安装座101包括隔热环110以及安装板120。
81.隔热环110示例性地呈圆环形设置,其环状的侧壁围成加热台空腔111。第一加热台接头112、第二加热台接头113和真空航空插头114均设置于隔热环110外侧。
82.作为一种示例,隔热环110的材质为tc4钛合金。由于tc4的热导率为7.955w/m
·
k,其仅约为不锈钢的热导率的50%;且tc4的密度比不锈钢小,可以减小导热块130传递给隔热环110的热量。进一步地,隔热环110的内表面镀银抛光,可以反射加热片133和导热块130向四周辐射的热量,进一步减少能量向隔热环110的传递。在此基础上,可以极大地降低陶瓷加热片133的负载,因此可以使用较小的加热功率,有利于减小温度过冲,从而降低样品毁坏的风险。
83.安装板120连接隔热环110并封闭加热台空腔111顶部。安装板120的中部贯穿开设有安装孔,安装板120还围绕安装孔开设有若干个沉头孔。对应地,导热块130的顶部有间隙地穿设于该安装孔,安装板120与导热块130的顶部之间的间隙即为该通气通道121。导热块130的侧壁向外伸出两个安装臂,例如沿周向均匀分布三个安装臂,安装臂通过紧固件锁定在沉头孔内,实现将导热块130安装在安装板120。
84.作为一种示例,安装板120的材质为石英。相较于金属材料,石英具有更低的热导率,可以减小导热块130热量的散失;而相较于聚四氟乙烯、pvc、亚克力等材料,石英具有很好的耐高温能力,允许导热块130加热到更高的温度,例如高达400℃。
85.请参阅图4,可选地,安装座101的顶部贯穿开设有多个与加热台空腔111连通的连通孔122,即该安装板120贯穿开设有多个与加热台空腔111连通的连通孔122。盖板组件200盖设于安装座101的顶部时,连通孔122与第一盖板空腔211连通。连通孔122的设置能够减小安装座101的顶部的截面积,从而能够减小对导热块130辐射的热量的传递,有利于减小导热块130低热量散失。
86.进一步地,加热装置10还包括环形密封件300,该环形密封件300例如为环形密封圈。安装座101的顶部凹设有环形安装槽123,即该安装板120的顶部凹设有环形安装槽123,用于可拆卸地安装环形密封件300。
87.盖板组件200盖设于安装座101的顶部时,第一盖板空腔211的底端开口位于环形密封件300的内侧,且通气通道121和连通孔122位于环形密封件300的内侧,以实现通气通道121和连通孔122均与第一盖板空腔211连通。
88.上述设置方式中,环形安装槽123的设置用于可拆卸地安装环形密封件300,环形密封件300的顶部与盖板组件200的底部密封贴合,能够较好地实现安装座101的顶部与盖板组件200的密封配合,以较好地将第一盖板空腔211的底端开口、通气通道121和连通孔122同环形密封件300外侧的环境隔开。同时,环形安装槽123的设置还能够减小安装座101的顶部的安装板120的截面积,从而能够减小对导热块130辐射的热量的传递。
89.关于加热台主体100的导热块130:
90.在一些示例性的实施方案中,第一通道131为l形,其包括沿竖直方向延伸的第一段通道以及沿水平方向延伸的第二段通道。第一段通道靠近导热块130的顶部设置,该第一段通道的顶端贯穿导热块130的顶部端面;第二段通道靠近导热块130的底部设置,其一端与第一段通道的底端,其另一端通过连接管道132与第一加热台接头112连接。
91.作为一种示例,导热块130的材质为铝。相较于铜,铝的比热容与密度之积要小于铜的比热容与密度之积,即相同体积的铝和铜升温到一定的温度,铝消耗的热量较小。特别是发明人研究发现,铜在高温时容易氧化,形成一层脆弱的氧化皮,这层氧化皮容易剥落,剥离的氧化皮容易在第一加热台接头112连接真空泵等负压结构时被真空泵吸入而影响真空泵的寿命;而且,氧化皮也会污染样品所处环境。铝在高温下会生成致密的氧化膜,这层氧化膜不会脱落,因此能够有效避免发生上述问题。
92.关于盖板组件200:
93.请继续参阅图5和图6,作为一种示例,盖板组件200包括盖板座201及观察窗230,该观察窗230示例性地为石英板。
94.盖板座201包括座体底板220及座体环状侧板210。座体环状侧板210围成第一盖板空腔211,座体底板220连接座体环状侧板210。第一盖板空腔211贯穿盖板组件200的底部的座体底板220形成观察孔221,盖板组件200的顶部具有与第一盖板空腔211连通的安装通孔,安装通孔内安装有与观察孔221对应的观察窗230。
95.盖板组件200盖设于安装座101的顶部时,观察孔221与导热块130对应,且通气通道121及第一通道131均通过观察孔221与第一盖板空腔211连通。
96.上述技术方案中,观察窗230与观察孔221对应,能够观察到与观察孔221对应的导热块130顶部的样品的退火过程。一方面,方便直观地观察到样品退火的进度而节省研究时间;另一方面,可视化的退火过程也能为研究提供更多的实验信息。
97.在一些示例性的实施方案中,安装通孔的周向上环设有安装台阶231。安装台阶231包括环状台阶侧壁232及环状台阶底壁234,环状台阶底壁234连接于环状台阶侧壁232的底部内侧;观察窗230设置于安装台阶231以封闭安装通孔。上述设置方式中,通过设置安装台阶231进行观察窗230的安装,使得观察窗230能够更好地嵌合在盖板组件200中。
98.进一步地,环状台阶侧壁232及环状台阶底壁234中的至少一者与观察窗230之间连接有环状密封圈。该环状密封圈例如容置于环状台阶侧壁232及环状台阶底壁234凹设的环状凹槽。
99.作为一种示例,环状台阶侧壁232凹设有侧壁槽,其内安装有第一环状密封圈233。第一环状密封圈233的设置一是起到密封的作用;二是提供固定作用,可以将观察窗230卡紧;三是提供缓冲的作用,在温度升高时,由于观察窗230和盖板座201的材质不同,膨胀系数不同,采用刚性的环氧树脂胶水粘连时,在观察窗230较薄时容易使得观察窗230出现裂纹,而第一环状密封圈233的缓冲作用能够有效避免观察窗230出现裂纹。环状台阶底壁234凹设有底壁槽,其内安装有第二环状密封圈235,用于与观察窗230的底壁紧密连接。
100.进一步地,盖板组件200的底部设置有环状凸起222,即该座体底板220的上表面凸设有环状凸起222。环状凸起222位于第一盖板空腔211内并围设于观察孔221。环状凸起222的顶部与环状台阶底壁234齐平,用于和环状台阶底壁234配合,以对观察窗230更好地支撑,有利于减小观察窗230的厚度,能够将观察窗230的厚度减小到约为1.5mm,从而使得观
察窗230的透光性更好;还可以减小物镜所需的最小工作距离,从而能够实现更好的观察。
101.环状凸起222开设有连接通道223,用于连通环状凸起222的内侧和外侧,通过第一盖板接头212通入退火气氛气体后,退火气氛气体能够从环状凸起222的外侧空腔通入环状凸起222的内侧空腔,从而为与观察孔221对应的导热块130顶部的待处理材料提供退火气氛。
102.请继续参阅图5和图6,在一些可选的实施方案中,盖板组件200内部还具有第二盖板空腔213,该第二盖板空腔213开设于座体环状侧板210内,并贯穿座体环状侧板210的顶部。盖板座201还包括密封盖板240,用于封闭第二盖板空腔213位于座体环状侧板210顶部的开口。
103.盖板组件200外侧还设有连通第二盖板空腔213的第二盖板接头214,该第二盖板接头214设置于环状侧板外壁。第二盖板空腔213位于第一盖板空腔211外侧,且盖板组件200的底部开设有与第二盖板空腔213连通的第二通道224。
104.盖板组件200盖设于安装座101的顶部时,第二通道224与安装座101的顶部对应,且安装座101的顶部将第一盖板空腔211和第二盖板空腔213隔开。在盖板组件200和安装座101的顶部之间设置有环形密封件300的实施方案中,第二通道224位于环形密封件300的外侧,通过环形密封件300将第一盖板空腔211和第二盖板空腔213隔开。
105.上述技术方案中,安装座101的顶部将第一盖板空腔211和第二盖板空腔213隔开,以使得第一盖板空腔211与安装座101内部空腔连通、第二盖板空腔213与安装座101外部环境连通。第二通道224与安装座101的顶部对应,方便第二盖板空腔213内的气体中第二通道224吹出后吹扫到安装座101的顶部,能够对安装座101的顶部进行降温,有利于更好地进行退火处理。
106.可选地,在盖板组件200的横截面上,第二通道224沿圆弧路径延伸,且圆弧路径的圆心角大于300
°

107.上述的设置方式中,第二通道224为大弧度的圆弧形,其类似c形结构,能够在轴向上较好地与安装座101的顶部对应,使得吹扫到安装座101的顶部的气体能够发挥更充分均匀的降温效果。
108.进一步地,在盖板组件200的横截面上,第二盖板空腔213和密封盖板240为与第二通道224对应的圆弧形;第二盖板接头214的数量为两个,其分别与第二盖板空腔213在圆弧形延伸方向上的两端连通,该设置方式能够更方便地向第二通道224提供气源。
109.对应地,第一盖板接头212设置于两个第二盖板接头214之间,其通过沿座体环状侧板210的径向贯穿该座体环状侧板210的通道与第一盖板空腔211连通。
110.可以理解的是,在其他实施方案中,第二通道224的设置方式不限,其例如还可以设置为多个并呈圆形通孔的形式沿座体环状侧板210的周向间隔分布。该第二盖板空腔213的设置方式也不限,其例如也可以多个并呈圆柱形的形式沿座体环状侧板210的周向间隔分布。
111.为了较好地实现加热台主体100的安装和隔热,作为一种示例,加热装置10还包括隔热台400。
112.请参阅图7,隔热台400包括隔热座410、侧面反光结构420及底面反光结构430;隔热座410用于连接安装座101,隔热座410的顶部凹设有用于与加热台空腔111连通的隔热腔
室411;侧面反光结构420围设于隔热腔室411的侧壁,底面反光结构430设置于隔热腔室411的底部。可选地,该侧面反光结构420及底面反光结构430为内侧镀银层的反光镜结构,用于对加热台主体100的热辐射进行反射,有利于减小加热台主体100的热量损失以及其对外部传递的热量。
113.本技术实施例提供一种材料热处理方法,采用上述的加热装置10进行,包括在预设环境气氛条件下进行如下操作,该预设环境气氛条件例如通过将加热装置10放置于手套箱内提供。
114.s1.将待处理材料放置在导热块130顶部并掩盖第一通道131的开口。
115.s2.将第一加热台接头112接通负压,例如与真空泵进行连接,以使得第一通道131内产生负压并对导热块130顶部的待处理材料进行吸附和固定。
116.s3.将导热块130升温至预设温度完成对待处理材料的加热处理。该待处理材料例如为二维材料,加热处理中开启加热器件并将加热温度设定到转移二维材料所需的特定温度,开始制备二维材料异质结。
117.加热处理完成后,停止加热并断开第一加热台接头112的负压连接。
118.s4.将加热处理后的待处理材料放置于导热块130顶部。
119.s5.将第二加热台接头113接通负压并将第一盖板接头212接通退火气源,第二加热台接头113接通例如与真空泵进行连接实现接通负压;并开启加热器件将加热温度设定到退火所需的特定温度,开始对待处理材料进行退火处理。
120.在本技术中,采用加热台主体100吸附待处理材料进行加热处理,并采用加热台主体100和盖板组件200配合为待处理材料提供特定的气氛和真空度环境进行退火处理,在对材料完成加热转移后,无需将样品从处理环境中取出后放置在真空退火炉中另行退火,待处理材料能够保持处于预设环境气氛条件下,能够有效降低样品在完成转移后且退火处理前接触到空气而毁坏的风险。
121.在一些示例性的实施方案中,加热装置10的加热台主体100还设置有三通结构(图未示),该三通结构例如为三通蝶阀。三通结构的其中两个连接端分别与第一加热台接头112和第二加热台接头113连通,剩余的一个连接端用于连接真空泵等负压结构,方便在加热处理和退火处理中切换与负压结构连通的通路。
122.在盖板组件200还具有第二盖板空腔213和第二盖板接头214的实施方案中,在s5步骤中,还包括:将第二加热台接头113接通环境气源,以使得退火过程中环境气源通入第二盖板空腔213后从第二通道224吹出,实现对安装座101的顶部进行吹扫降温。
123.在盖板组件200还具有观察窗230的实施方案中,在s5步骤中,还包括:在开始进行退火处理后,调整加热装置10和/或显微镜,使得从观察窗230观察到的待处理材料处于显微镜视野中央,方便进行退火过程的观察。
124.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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