专利名称：离子注入机中靶室的一种高效加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离子注入机中靶室的加热装置，属于离子注入技术领域。
背景技术：
离子注入机是一个对所需注入的源材料进行电离，从而产生所需的离子，通过高压电场和磁场的作用，使离子获得足够的能量，均勻地注入到基底材料上的一种专用设备。注入机本体可分为三大部分离子源、束线部分、靶室及终端台。离子源自由电子在电磁场的作用下，获得足够的能量后撞击掺杂气体分子或原子，使之电离成离子，再经吸极吸出，通过聚焦成为离子束，然后进入束线部分。所以离子源就是产生有能量的离子束的地方。束线部分当离子进入束线部分后它将经过多道处理，以使我们得到所需要的离子。主要经过磁分析器，聚焦透镜，旗法拉弟，电子浴发生器等。事实上不同注入机的最大区别就在束线部分。我们可以在磁分析器后加上后加，减速电极，使离子能量增加或减少。可以在磁分析器后加上线性加速器使之变成高能注入机。也可以在磁分析器后加上离子水平和垂直扫描装置，实现电子扫描(非机械扫描)。还可以在束线加速未端加上能量分析器，从而筛选出我们所需要的能量的离子。由于机台的不同，实现这些功能的结构或设备也有所不同。靶室及终端台从束线部分出来的被加速的离子最终到达靶室的样品上实现离子注入。根据不同的机械结构，处于靶室中的样品有的处于静止状态，有的处于垂直方向往复运动，也有的同时做垂直和旋转运动。另外处于靶室中的样品为了工艺需要，常常将样品平面调整到与束流成某一角度的位置。离子注入需要在高真空下进行。一般离子注入都是在常温下注入，但有些情况下， 我们需要研究高温条件下离子注入的样品会有哪些结构和性能上的变化，这时就需要进行高温离子注入，而一般情况下靶室的体积较小，采用常规的加热技术会出现产生的热量无法及时排出，从而导致靶室的密封性变差，靶室真空度下降甚至无法保持真空的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以实现局部高温，同时不影响靶室密封性的加热装置。该装置具有能耗低，发热效率高的优点。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是一种离子注入机中靶室的加热槽，包括绝热绝缘材料制成的平台，朝上一面设有凹槽，凹槽内埋设加热丝，与外部电源相连，在加热丝上放置一层绝缘陶瓷片。使用过程中，加热槽中间凹槽的尺寸与离子注入样品相适配。将加热槽置于直角铁片之上，直角铁片通过水冷支架进一步与靶室的一端固定。样品置于绝缘陶瓷片之上，并对着离子束入口。所述的水冷支架由两根铜管套构而成，有一个进水口和一个出水口。当靶室温度超过需要值时，可以通过水流带走热量，适时降低温度。在实际应用中，作为优选，上述平台采用硅酸钙材料制成。上述加热槽加热丝上放置的绝缘陶瓷片采用氮化硼薄片。上述加热丝采用单层加热丝。上述平台为方形。本实用新型的有益效果在于本实用新型使加热器的热量集中，有效防止了热量扩散到加热器外面，使离子辐照靶室温度不高，防止靶室的密封圈因为热膨胀而破环靶室的高真空。加热丝与样品之间用绝缘但导热性能良好的氮化硼薄片，氮化硼的导热系数是随着温度的升高而变大，这样既能有效地将热量传导给样品，又能防止加热丝被样品短路而影响加热效果。
图1加热槽结构示意图其中1-平台，2-凹槽，3-加热丝，4-陶瓷片，5-样品图2加热槽使用状态图其中5-加热槽，6-直角铁片，7-水冷支架，8-离子束入口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进一步介绍。如图1所示，一种离子注入机中靶室的加热槽，包括绝热绝缘材料制成的平台1， 朝上一面设有凹槽2，凹槽内埋设加热丝3，与外部电源相连，在加热丝上放置一层绝缘陶瓷片4。平台采用碳酸钙材料制成。加热槽凹槽内的绝缘陶瓷片采用氮化硼薄片。加热丝采用单层加热丝。平台为方形。使用过程中，如图2所示。将加热槽5置于直角铁片6之上，直角铁片通过水冷支架7进一步与靶室的一端固定。样品置于绝缘陶瓷片4之上，并对着离子束入口 8。所述的水冷支架7由两根铜管套构而成，有一个进水口和一个出水口。当靶室温度超过需要值时， 可以通过水流带走热量，适时降低温度。采用本实用新型的加热装置，能耗很低(不到100W)，发热效率高，可以实现局部高温(最高可达900°C )，而对整个靶室温度影响小，不影响密封性的效果。
权利要求1.一种离子注入机中靶室的高效加热装置，其特征在于，包括绝热绝缘材料制成的平台(1)，朝上一面设有凹槽0)，凹槽内埋设加热丝(3)，与外部电源相连，在加热丝上覆盖一层绝缘陶瓷片(4)。
2.如权利要求1所述的高效加热装置，其特征在于，所述平台(1)采用硅酸钙材料制成。
3.如权利要求1或2所述的高效加热装置，其特征在于，所述加热丝C3)表面覆盖的绝缘陶瓷片(4)采用氮化硼薄片。
4.如权利要求1或2所述的高效加热装置，其特征在于，所述加热丝(3)采用单层加热丝。
5.如权利要求1或2所述的高效加热装置，其特征在于，所述平台(1)为方形。
专利摘要本实用新型属于离子注入技术领域，涉及一种离子注入机中靶室的加热装置。包括绝热绝缘材料制成的平台，朝上一面设有凹槽，凹槽内埋设加热丝，与外部电源相连，在加热丝上放置一层绝缘陶瓷片。平台采用碳酸钙材料制成。加热槽凹槽内的绝缘陶瓷片采用氮化硼薄片。加热丝采用单层加热丝。本实用新型装置能耗很低，发热效率高，可以实现局部高温，而对整个靶室温度影响小，不影响密封性的效果。
文档编号H01J37/02GK201956317SQ20102064917
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者唐睿, 彭国良, 胡聪, 郭立平 申请人:中国核动力研究设计院, 武汉大学