[发明专利]一种超导强磁场磁控溅射阴极的低温冷却系统

权利要求书

1.一种超导强磁场磁控溅射阴极的低温冷却系统，其特征在于：所述的低温冷却系统由第一液氮存储杜瓦(1)、第一增压阀(2)、第一放气阀(3)、第一输液管道(4-1)和第一输液杆(4-2)、第二液氮存储杜瓦(5)、第二增压阀(6)、第二放气阀(7)、第二输液管道(8-1)和第二输液杆(8-2)、真空腔体(9)、磁体杜瓦上盖(10)，以及磁体杜瓦底座(11)组成；第一增压阀(2)和第一放气阀(3)安装在第一液氮存储杜瓦(1)上部的两侧；第一输液管道(4-1)通过第一输液杆(4-2)插入第一液氮存储杜瓦(1)内部；第二增压阀(6)和第二放气阀(7)安装在第二液氮存储杜瓦(5)上部的两侧，第二输液管道(8-1)通过第二输液杆(8-2)插入第二液氮存储杜瓦(5)内部；磁体杜瓦上盖(10)和磁体杜瓦底座(11)构成磁体杜瓦；磁体杜瓦底座(11)通过管状托架(18)固定于真空腔体(9)底座上；第一输液管道(4)和第二输液管道(8)通过管状托架(18)进入磁体杜瓦。

2.如权利要求1所述超导强磁场磁控溅射阴极的低温冷却系统，其特征在于：超导磁体(12)、外磁轭(13)、内磁轭(14)和底磁轭(15)安装在所述的磁体杜瓦中；外磁轭(13)位于内磁轭(14)的外部，底磁轭(15)位于外磁轭(13)和内磁轭(14)的底部，超导磁体(12)嵌在由外磁轭(13)、内磁轭(14)和底磁轭(15)所包围的空间中；在所述的磁体杜瓦的液氮进口和液氮出口之间设置有外导流隔板(21-1)和内导流隔板(21-2)，外导流隔板(21-1)位于外磁轭(13)和超导磁体(12)之间，内导流隔板(21-2)位于超导磁体(12)和内磁轭(14)之间；磁体杜瓦上盖(10)与阴极靶材(16)固定在一起，磁体杜瓦上盖(10)与阴极靶材(16)之间留有部分真空间隙(17)；超导磁体(12)由液氮迫流冷却；阴极靶材(16)由液氮冷量通过磁体杜瓦上盖(10)进行传导冷却。

3.如权利要求1所述超导强磁场磁控溅射阴极的低温冷却系统，其特征在于：超导磁体(12)和阴极靶材(16)采用独立的冷却系统；阴极靶材(16)下面附加水冷背板(19)，水冷背板(19)内部通水循环冷却；超导磁体(12)采用液氮迫流冷却；磁体杜瓦上盖(10)与水冷背板(19)不直接接触，留有完整真空间隙(17)。

4.如权利要求1至3的任一项所述的低温冷却系统，其特征在于：超导磁体(12)采用的迫流冷却方式如下：在第一液氮存储杜瓦(1)工作时，液氮由第一液氮存储杜瓦(1)向第二液氮存储杜瓦(5)快速流动；在第一液氮存储杜瓦(1)中的液氮量不足的情况下，则采用第二液氮存储杜瓦(5)工作，液氮由第二液氮存储杜瓦(5)向第一液氮存储杜瓦(1)流动。

5.如权利要求4所述的低温冷却系统，其特征在于：所述的第一液氮存储杜瓦(1)和第二液氮存储杜瓦(5)交替工作：在第一增压阀(2)处于开启状态、第一放气阀(3)处于关闭状态的情况下，第二增压阀(6)处于关闭状态、第二放气阀(7)处于开启状态；在第一增压阀(2)处于关闭状态、第一放气阀(3)处于开启状态的情况下，第二增压阀(6)处于开启状态、第二放气阀(7)处于关闭状态。