專利名稱：超高真空中表面機(jī)械清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種真空環(huán)境中物質(zhì)分析輔助設(shè)備，適用于材料表面清洗之用。
目前，在現(xiàn)代大型表面分析設(shè)備中，為了在超高真空中獲得原子尺度的新鮮表面和清潔表面都配有樣品表面清洗裝置，最常用的處理方法有如下幾種(1)斷面分析法在超高真空就地把樣品打斷，隨即進(jìn)行斷口分析，這種方法適于脆性好的且晶界無雜質(zhì)材料，對韌性好的或晶界處有偏析的材料就很難得到新鮮表面，通常用這種方法得到的表面比較粗造，對分析結(jié)果有很大影響；(2)加熱脫附法在超高真空利用對試樣加熱來清洗表面，高溫可以使吸附氣體跑掉，有時(shí)甚至能使氣化物分解，但這一方法對單一組分的試樣可行，對多組分的體系可導(dǎo)致元素的偏析，因?yàn)榧訜釡囟容^低時(shí)很難把表面的雜持元素去除干凈，溫度過高會(huì)導(dǎo)致選擇性蒸發(fā)，也達(dá)不到清洗的目的；(3)在現(xiàn)代分析中設(shè)備中最普通使用的離子轟擊清洗法，它是采用一束能量的氬離子束來轟擊材料表面達(dá)到清洗目的，這一方法不僅用來清洗表面而且還可以逐層分析成分的深度分布，經(jīng)試驗(yàn)表明這種方法對純元素的試樣是適用的，但對多元體系的試樣就不適用了，因?yàn)殡x子轟擊對表面與表層的破壞作用和各種效應(yīng)引起表面與表層成分的改變，不能真實(shí)的反映材料的固有分布。
為解決以上對物質(zhì)表面清洗的不足，本實(shí)用新型的目的提供一種大面積機(jī)械清洗裝置，這種裝置以機(jī)械方式刮削表面雜質(zhì)，表面成分不變，不產(chǎn)生離子轟擊法的各種效應(yīng)影響，有效的解決了分析物質(zhì)表面的清洗問題，刮削后的表面成分與體面的成分一致。
本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)是這樣的該裝置的主要部分是在超高真空室水平方向的備用窗口(如附圖所示)上安裝一傳動(dòng)軸，軸的外端與磁力回轉(zhuǎn)器中心軸固定，軸在真空室的另一端上固定一垂直連桿，連桿的端頭固定有刀架，刀架上裝有刮刀，刀刃的寬度為1mm左右，根據(jù)被處理試樣的硬度不同，刮刀選用不同材料(高強(qiáng)鋼、陶瓷、金鋼石等)或?qū)蔚蹲鲇不幚?離子注入、Sic Si3N4涂層、激光處理等)，多數(shù)場合下，工具鋼再經(jīng)離子氮化處理即可滿足要求；在真空室內(nèi)與刀架對應(yīng)吊有樣品固定架，固定架水平端頭安有樣品卡頭，樣品可固定在卡頭上，樣品固定架在真空室內(nèi)可作三維空間移動(dòng)。清洗時(shí)，移動(dòng)試樣和傳動(dòng)軸、使刀刃和試樣接觸，靠連桿的彈性對試樣表面產(chǎn)生一定的壓力，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸使刮刀在樣品表面近于水平移動(dòng)(連桿越長越近于水平)，留下一條刀刃寬度的劃帶，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)刮刀，同時(shí)調(diào)節(jié)試樣架的Z軸使試樣在垂直方向緩緩移動(dòng)，這樣便可在樣品表面“掃描”刮削，面積大小由移動(dòng)范圍確定，刮削深度可以定性的控制，對同一部位可進(jìn)行反復(fù)清洗處理，清洗時(shí)用Auger能譜監(jiān)視直到滿意時(shí)為止。
大面積試樣表面機(jī)械清洗裝置是利用刮削的方法去除掉表面污染層，吸附雜質(zhì)等，可在超高真空中獲得大面積原子尺度的清潔表面，刮削區(qū)域大于1.0×1.0mm2，一般在5.0×5.0mm2之內(nèi)，刮削表面新鮮平整，檢測結(jié)果表明，刮削表面的成份濃度比離子轟擊清洗表面的成份濃度更接近真實(shí)分布，本裝置主要用于應(yīng)用表面研究和基礎(chǔ)表面研究中的標(biāo)準(zhǔn)濃度，標(biāo)準(zhǔn)濃度一深度分布的試樣制備。特別適用于因離子轟擊清洗導(dǎo)致表面成份明顯改變的多元合金體系，在用AES、ESCA、SiMS等表面分析手段作定量分析測量，確定合金中元素的相對靈敏度因子，合金中元素的離子剝離產(chǎn)額，輻照引起表層的改變及離子剝離逐層分析可靠性研究等方面，這種標(biāo)準(zhǔn)試樣是必不可少的。
本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用容易，采用這種裝置清潔表面具有面積大(一般在5×5m2)，表面平整，適合于各種表面分析手段使用。
本實(shí)用新型之結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及附圖給出。


圖1為超真空中表面機(jī)械清洗裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
其結(jié)構(gòu)由圖1知，(1)為超高真空室、(2)為磁力回轉(zhuǎn)器、(3)為磁力回轉(zhuǎn)器(2)之水平軸，其一端垂直固定有連桿(4)，連桿(4)上端裝有固定刀架(5)，刀架上裝有刀刃，真空室對應(yīng)于刀架位置吊有樣品固定架(7)，水平端部裝有樣品卡頭(6)，在卡頭(6)上固定有樣品(8)，樣品與刀刃相碰，刀刃可按三維空間旋轉(zhuǎn)，即可清除樣品表面，經(jīng)過多次使用效果特別明顯。
權(quán)利要求1.一種超高真空中表面機(jī)械清洗裝置，其特征在于該裝置的主要部分是在超高真空水平方向的備用窗口上安裝一傳動(dòng)軸(3)，軸(3)外端與磁力回轉(zhuǎn)器(2)中心軸固定，軸(2)在真空室的另一端上固定一垂直連桿(4)，連桿的端頭固定有刀架(5)，刀架上裝有刮刀；在真空室內(nèi)與刀架對應(yīng)吊有樣品固定架(7)，固定架(7)水平端頭裝有樣品卡頭(6)，卡頭(6)可固定樣品，樣品固定架(7)在真空室內(nèi)可作三維空間移動(dòng)。
2.按權(quán)利要求1所述之清洗裝置，其特征在于刮刀刀刃的寬度為1mm左右，刮削面積為1.0×1.0mm2～5.0×5.0mm2。
專利摘要本結(jié)構(gòu)涉及一種超高真空中清洗樣品表面的裝置，其結(jié)構(gòu)是在超高真空水平方向的備用窗口上安裝一傳動(dòng)軸，其一端與磁力回轉(zhuǎn)器相接，另一端固定一垂直連桿，連桿端頭為刀架，刀架上固定有刮刀，在與刀架對應(yīng)位置吊有樣品固定架，架端固定有卡頭，卡頭上放有樣品，通過刀架的旋轉(zhuǎn)，在真空室內(nèi)可清洗樣品表面。其優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用容易，用這種裝置清洗表面具有面積大，表面平整，適合在各種分析手段中使用。
文檔編號(hào)G01N1/34GK2145378SQ9223584
公開日1993年11月3日 申請日期1992年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月19日
發(fā)明者謝天生 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所