[发明专利]真空红外线加热退火炉

说明书

技术领域

本发明涉及加热退火装置，特别涉及真空红外线加热退火炉。

背景技术

真空加热退火炉是指在真空环境下对样品进行高温加热退火的装置。样品在真空加热退火炉中退火不仅可以释放样品的内部应力，优化样品界面粗糙度和晶粒大小，还可以防止样品被氧化污染和减缓样品内部原子的相互扩散，以达到保持样品结构完整和维持界面清晰的目的。

目前的真空加热退火炉大都采用电阻丝加热。电阻丝本身具有热惯性大且升降温速率慢的特性，考虑到散热问题，电阻丝的加热温度上限低，限制了退火炉的使用范围。此外，电阻丝还具有温度反应灵敏度低、缠绕复杂并占据大量退火炉的真空腔空间等问题。在某些应用中，如对磁性隧道结的退火，退火炉需要在磁场环境下对样品做退火操作。但对电阻丝施加的加热电流会影响退火炉内的磁场分布，改变样品的磁场退火环境，尤其对施加强磁场的小口径永磁体而言，所受到的影响更大。

发明内容

本发明的目的是克服现有真空加热退火炉使用范围窄、升降温速率慢、不适用磁场环境的缺陷，从而提供一种真空红外线加热退火炉。

为了实现上述目的，本发明提供了一种真空红外线退火炉，包括样品架、红外线光源、绝热陶瓷环、样品托、测温装置以及真空腔；其中，

所述样品架位于真空腔内，所述红外线光源位于所述样品架的底部，所述样品架的顶端有一开口，所述绝热陶瓷环安放在所述样品架顶端开口的四周；用于安放样品的样品托被安装在所述绝热陶瓷环上，使得所述样品托中的样品能够透过所述绝热陶瓷环以及所述样品架的顶端开口接收所述红外线光源散发出的热量；所述测温装置对所述样品在退火过程中的温度予以测量。

上述技术方案中，还包括磁铁与冷却水套；其中，所述的冷却水套套在所述真空腔的真空腔壁外，而所述磁铁则位于所述冷却水套之外。

上述技术方案中，还包括磁铁与冷却水套；其中，所述冷却水套包在样品架之外，而所述磁铁则在所述冷却水套外且在真空腔内。

上述技术方案中，还包括样品盖板；所述样品盖板覆盖在位于样品托内的样品上。

上述技术方案中，所述样品托的中部开有通孔，所述通孔的四周开有用于安放样品的凹槽。

上述技术方案中，所述测温装置采用热电偶、热敏电阻、PN结温度传感器、红外线测温传感器中的一种。

上述技术方案中，所述绝热陶瓷环与所述样品托上分别开有互成90度的用于与磁场方向对齐的水平刻线。

上述技术方案中，所述冷却水套为密闭的无磁筒式水套，冷却水由顶部的入水口进入冷却水套，经由细管到达冷却水套的底部，再经由细管从位于顶部的出水口流出。

上述技术方案中，在所述冷却水套与真空腔的腔壁之间焊接螺旋向上的用于加速冷却水流动的导水槽。

本发明的优点在于：

1、本发明的真空红外线加热退火炉能够在磁场环境下使用，具有应用范围广的优点，不仅可以加热金属多层膜，还可以加热有机分子膜。

2、本发明的真空红外线加热退火炉中所采用的红外线光源不仅易于控制，还可以实现定向发射。利用这种特性可以对样品进行局部加热，热转换效率高，升温速率快。

3、红外线光源体积小，可以节省大量的真空腔空间。

附图说明

图1为本发明的真空红外线退火炉的原理示意图；

图2为本发明的真空红外线退火炉中的绝热陶瓷环的示意图；

图3为本发明的真空红外线退火炉中的样品托的正面示意图；

图4为本发明的真空红外线退火炉中的样品托的背面示意图；

图5为本发明的真空红外线退火炉的一种实现方式的结构示意图；

图6为本发明的真空红外线退火炉的另一种实现方式的结构示意图；

图7为冷却水套的示意图；

图8为本发明的真空红外线退火炉中所采用的导水槽的示意图。

图面说明

1    样品盖板     2    热电偶      4    样品托

5    色热陶瓷环   7    样品架      8    红外线光源

9    冷却水套     10   磁铁        11   真空腔

12   出水口       13   进水口      14   细管

15   导水槽       16   水平刻线    17   螺纹孔

具体实施方式