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光電子能譜儀

408   編輯:中冶有色技術網   來源:長三角先進材料研究院  
2024-04-08 14:33:53
權利要求書: 1.一種光電子能譜儀,其特征在于,包括:

分析腔體(1),所述分析腔體(1)采用頂部可開口的柱狀結構;在分析腔體(1)上自下往上依次設定抽真空高度H3、分析高度H2、傳樣高度H1;

抽真空組件,所述抽真空組件設置在分析腔體(1)的抽真空高度H3附近;

電子能量分析器(13),所述電子能量分析器(13)設置在分析腔體(1)的分析高度H2附近;

激發光源(12),所述激發光源(12)設置在分析腔體(1)的分析高度H2附近;

樣品臺(5),所述樣品臺(5)延伸至分析腔體(1)內,且在H1、H2之間移動;

至少一個與分析腔體(1)連接的真空腔體。

2.根據權利要求1所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,與分析腔體(1)連接的所述真空腔體為傳樣腔(21),所述傳樣腔(21)設置在分析腔體(1)的傳樣高度H1附近;所述傳樣腔(21)和分析腔體(1)之間設置第一插板閥(22),在傳樣腔(21)內沿傳樣腔(21)的軸向設置第一磁力桿(23)。

3.根據權利要求2所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,垂直于傳樣腔(21)設置進樣腔(31),進樣腔(31)和傳樣腔(21)之間相互連通,但是在進樣腔(31)上設置第二插板閥(32),在進樣腔(31)內沿軸向設置第二磁力桿(33)。

4.根據權利要求1所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,在分析腔體(1)內設置μ金屬屏蔽層(3),所述μ金屬屏蔽層(3)也采用柱狀結構;μ金屬屏蔽層(3)的上部為開口結構且可拆卸安裝μ金屬上蓋(3a)。

5.根據權利要求4所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,所述μ金屬屏蔽層(3)采用單層或雙層的μ金屬結構。

6.根據權利要求4所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,在μ金屬屏蔽層(3)內部設置低溫屏蔽罩(11),且在分析腔體(1)外部設置低溫泵(10)。

7.根據權利要求2或3中任意一項權利要求所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,在所述傳樣腔(21)上設置加熱臺(25)。

8.根據權利要求7所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,在傳樣腔(21)上設置離子槍(24)。

9.根據權利要求7所述的一種光電子能譜儀,其特征在于,所述樣品臺(5)采用4軸閉循環低溫樣品臺或者6軸開循環低溫樣品臺。

說明書: 一種光電子能譜儀技術領域[0001] 本實用新型屬于光電子能譜領域,具體涉及一種光電子能譜儀。背景技術[0002] 光電子能譜是利用光電效應的原理測量單色輻射從樣品上打出來的光電子的動能、光電子強度和這些電子的角分布,并應用這些信息來研究原子、分子、凝聚相,尤其是固體表面的電子結構的技術。對固體而言,光電子能譜是一項表面靈敏的技術;光電子能譜儀是利用光電效應測出光電子的動能及其數量的關系,由此來判斷樣品表面各種元素含量的儀器;可分析固、液、氣樣品中除氫以外的一切元素;光電子能譜儀對樣品進行檢測時需要依靠進樣結構將樣品送入光電子能譜儀中。[0003] 在光電子能譜儀中,通常將能量分析器在分析腔的高度稱為分析高度H2;將分析腔與其它腔體(如準備腔或進樣腔等)的連接高度稱為傳樣高度H1;在分析高度豎直下面,安裝有分子泵、離子泵等,用于腔體獲得超高真空,將分子泵、離子泵等與分析腔的連接高度稱為抽真空高度H3。[0004] 然而現有的光電子能譜儀的結構設計通常分為兩種,一種是采用穹頂型分析腔,在安裝高度上,傳樣高度和分析高度一樣,抽真空高度略低于傳樣高度和分析高度。在這種結構設計中,由于傳樣高度和分析高度一樣容易在傳樣過程中導致樣品臺或傳樣機構碰撞分析器,導致分析器受損。[0005] 另一種同樣采用穹頂型分析腔,在分析腔體上面,安裝了準備腔體,兩者之間有超高真空插板閥;與進樣腔等連接的高度為準備腔體的中心高度。分析腔體下方,安裝了抽真空腔體;抽真空腔體上,安裝有分子泵、離子泵等,用于腔體獲得超高真空;即分析、傳樣、抽真空分別位于不同的腔體內。該設計采用準備腔體、分析腔體、抽真空腔體三個腔體依次連接,或準備腔體、分析?真空腔體兩腔體結構依次連接;因為存在多個法蘭連接或額外的插板閥,導致了豎直方向過高;過高的系統高度,會限制系統安裝高度要求大、安裝難度大、樣品臺行程過大、穩定性較差等一系列問題。[0006] 此外,上述兩種設計均采用穹頂型結構,極大限制了分析腔內部增加大尺寸結構裝置,例如與低溫泵連接的低溫屏蔽層等。[0007] 因此需要提出一種結構更為優化、合理的光電子能譜儀設計。實用新型內容

[0008] 為了解決現有技術中存在的不足,本申請提出了一種光電子能譜儀,通過對光電子能譜儀結構的優化,能夠有效克服現有技術中的問題。[0009] 本實用新型所采用的技術方案如下:[0010] 一種光電子能譜儀,包括:[0011] 分析腔體,所述分析腔體采用頂部可開口的柱狀結構;在分析腔體上自下往上依次設定抽真空高度H3、分析高度H2、傳樣高度H1;[0012] 抽真空組件,所述抽真空組件設置在分析腔體的抽真空高度H3附近;[0013] 電子能量分析器,所述電子能量分析器設置在分析腔體的分析高度H2附近;[0014] 激發光源,所述激發光源設置在分析腔體的分析高度H2附近;[0015] 樣品臺,所述樣品臺延伸至分析腔體內,且在H1、H2之間移動;[0016] 至少一個與分析腔體連接的真空腔體。[0017] 進一步,與分析腔體連接的所述真空腔體為傳樣腔,所述傳樣腔設置在分析腔體的傳樣高度H1附近;所述傳樣腔和分析腔體之間設置第一插板閥,在傳樣腔內沿傳樣腔的軸向設置第一磁力桿。[0018] 進一步,垂直于傳樣腔設置進樣腔,進樣腔和傳樣腔之間相互連通,但是在進樣腔上設置第二插板閥,在進樣腔內沿軸向設置第二磁力桿。[0019] 進一步,在分析腔體內設置μ金屬屏蔽層,所述μ金屬屏蔽層也采用柱狀結構;μ金屬屏蔽層的上部為開口結構且可拆卸安裝μ金屬上蓋。[0020] 進一步,所述μ金屬屏蔽層采用單層或雙層的μ金屬結構。[0021] 進一步,在μ金屬屏蔽層內部設置低溫屏蔽罩,且在分析腔體外部設置低溫泵。[0022] 進一步,在所述傳樣腔上設置加熱臺。[0023] 進一步,在傳樣腔上設置離子槍。[0024] 進一步,所述樣品臺采用4軸閉循環低溫樣品臺或者6軸開循環低溫樣品臺。[0025] 本實用新型的有益效果:[0026] 1,在本申請的設計中,由于分析、傳樣、抽真空高度位于不同高度,可以避免傳樣時碰撞分析器的風險;[0027] 2,在本申請的設計中,由于分析、傳樣、抽真空高度位于同一個腔體,有效降低了系統整體高度,避免了高度過大導致的系列問題。[0028] 3、本申請分析腔體采用柱狀結構,而非穹頂型,將頂部空間變成開放式,提供了一個與柱狀腔體直徑相對的操作空間,便于分析腔內部增加大尺寸結構裝置,例如與低溫泵連接的低溫屏蔽層等。附圖說明[0029] 圖1是本實用新型光電子能譜儀的結構示意圖;[0030] 圖2是本實用新型分析腔體結構示意圖;[0031] 圖中,1、分析腔體,2、分析腔上蓋,3、μ金屬屏蔽層,3a、μ金屬上蓋,4、分析腔體下法蘭,5、樣品臺,6、樣品,7、離子泵,8、分子泵,9、離子規,10、低溫泵,11、低溫屏蔽罩,12、激發光源,13、電子能量分析器,21、傳樣腔,22、第一插板閥,23、第一磁力桿,24、離子槍,25、加熱臺,31、進樣腔,32、第二插板閥,33、第二磁力桿。具體實施方式[0032] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。[0033] 實施例1[0034] 本申請設計了一種光電子能譜儀,包括:1個分析腔體1,至少1個樣品臺,至少1個電子能量分析器,至少1個激發光源,至少1套抽真空組件,至少1個與分析腔體1連接的真空腔體;[0035] 在本申請中,分析腔主體1豎直設置且采用了柱狀結構,分析腔主體1的頂部開口處設置一個與分析腔主體1內柱狀管道相互匹配的刀口法蘭,例如常見的CF300型刀口法蘭,其開口接近直徑300mm;因此本申請的分析腔體1是大開口型分析腔體。在分析腔主體1的頂部設置分析腔上蓋2,分析腔上蓋2是一個短管,分析腔上蓋2的下部與分析腔體1刀口法蘭(CF300型刀口法蘭)匹配的尺寸;分析腔上蓋2的上部是與樣品臺5匹配的刀口法蘭,例如CF150型刀口法蘭。分析腔主體1的底部設置分析腔體下法蘭4,分析腔體下法蘭4與分析腔體1之間采用可以相互匹配的刀口法蘭結構連接。在本實施例中,分析腔體體1、分析腔上蓋2、分析腔下法蘭4均采用316L不銹鋼鋼材質制備而成。[0036] 在分析腔體1上自下往上依次設定抽真空高度H3、分析高度H2、傳樣高度H1,且三個高度位于不同高度。[0037] 在分析腔體1的抽真空高度H3附近設置抽真空組件,利用抽真空組件為分析腔體1提供真空環境;抽真空組件包括離子泵7、分子泵8、離子規9;上述離子泵7、分子泵8、離子規9均采用超高真空用的刀口法蘭結構與分析腔體1連接。

[0038] 在分析腔體1的分析高度H2附近設置電子能量分析器13、激發光源12;電子能量分析器13、激發光源12均采用超高真空用的刀口法蘭結構與分析腔體1連接;且電子能量分析器13、激發光源12指向分析腔體1中心設置。在本實施例中,電子能量分析器13可以選用SO或SPECS半球能量分析器,但是不局限于所列舉。[0039] 上述與分析腔體1連接的真空腔體包括真空腔主體、抽真空組件以及必備連接附件等;本實施例中,該真空腔體為傳樣腔21。具體地,在分析腔體1的傳樣高度H1附近設置傳樣腔21,傳樣腔21與分析腔體1之間連通,且在傳樣腔21和分析腔體1之間設置第一插板閥22,通過第一插板閥22的開合,可以將分析腔體1和傳樣腔21之間進行真空連通或斷開。在傳樣腔21內沿傳樣腔21的軸向設置第一磁力桿23,利用第一磁力桿23從樣品臺5上抓取樣品6,并且實現樣品在傳樣腔21和分析腔體1之間的傳遞。傳樣腔21配備的抽真空組件可以為其提供真空環境。

[0040] 在分析腔體1的頂部設置樣品臺5,樣品臺5用于固定樣品6;樣品臺5可進行多維度操作,至少有縱向操作,將樣品6從高度H1送到H2。在本實施例中,樣品臺5可以選用4軸閉循環低溫樣品臺或者6軸開循環低溫樣品臺。[0041] 實施例2[0042] 本申請在實施例1設計的光電子能譜儀結構基礎上,在分析腔體1內設置μ金屬屏蔽層3,μ金屬屏蔽層用于提供了一個低磁場環境。μ金屬屏蔽層3也采用柱狀結構,μ金屬屏蔽層3的上部為開口結構且可拆卸安裝μ金屬上蓋3a;通過拆卸μ金屬上蓋3a漏出一個較大的可操作口徑,在本實施例中為了分析腔體1的上部開口相配合也可以將μ金屬屏蔽層的開口直徑設為300mm。樣品臺5、電子能量分析器13、激發光源12均延伸至μ金屬屏蔽層3內部。[0043] 在本實施例中,μ金屬屏蔽層3采用單層或雙層的μ金屬結構,μ金屬采用1J85牌號;[0044] 實施例3[0045] 在實施例2設計的光電子能譜儀結構基礎上,在μ金屬屏蔽層3內部設置低溫屏蔽罩11,且在分析腔體1外部設置低溫泵10,兩者之間通過刀口法蘭結構連接;低溫泵10與連接,用于提供了更低的周圍環境。[0046] 所述電子能量分析器13、激發光源12延伸至低溫屏蔽罩11內部,且樣品臺5也可以通過縱向移動將樣品6送入低溫屏蔽罩11內,這樣在測量時,樣品6可獲得更低溫度,也可延長樣品6的壽命。[0047] 在本實施例中,低溫泵10可以優選位于分析高度H2,也可位于其它高度。[0048] 在本實施例中,由于分析腔上蓋2、μ金屬上蓋3a均為可拆卸設計,因此在這兩者被拆除的情況下,有充分的空間將復雜的、較大的低溫屏蔽罩11(低溫泵10)安裝在μ金屬屏蔽層3內,從而滿足不同的結構需求。[0049] 實施例4[0050] 在實施例1、2或3的基礎山,可以在傳樣腔21的基礎上增加進樣腔31,進樣腔31同樣需要保持真空;進樣腔31垂直于傳樣腔21,且進樣腔31和傳樣腔21之間相互連通,但是在進樣腔31上設置第二插板閥32,利用第二插板閥32的開合,可以將進樣腔31和傳樣腔21之間進行真空連通或斷開。在進樣腔31內沿軸向設置第二磁力桿33,利用第一磁力桿23和第二磁力桿33之間的配合可以實現樣品在進樣腔31、傳樣腔21和分析腔體1之間的相互傳遞。[0051] 實施例5[0052] 在上述實施例的基礎上,可以在傳樣腔21上設置離子槍24,用于對樣品6的清潔。[0053] 實施例6[0054] 在上述實施例的基礎上,可以在傳樣腔21上設置加熱臺25,用于樣品退火。[0055] 實施例7[0056] 在上述實施例的基礎上,可以通過固定座對上述結構進行固定。[0057] 以上實施例僅用于說明本實用新型的設計思想和特點,其目的在于使本領域內的技術人員能夠了解本實用新型的內容并據以實施,本實用新型的保護范圍不限于上述實施例。所以,凡依據本實用新型所揭示的原理、設計思路所作的等同變化或修飾,均在本實用新型的保護范圍之內。



聲明:
“光電子能譜儀” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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