[发明专利]氧化锆增韧氧化铝成分及其在离子和电子光学系统中使用

说明书

技术领域

本发明涉及离子和电子光学系统。更具体地说，该系统涉及包括氧化锆增韧氧化铝(“ZTA”)成分的离子和电子光学系统。

背景技术

本发明涉及离子和电子光学系统，如质谱仪(“MS”)系统。质谱仪系统例如可以用于分析目标样品的化学成分。通常，这种系统电离存在于目标样品中的原子和分子。一旦电离，就将离子转移到了质谱分析区域，其中根据它们的质量电荷比(m/z)将它们分离或过滤，以便产生质谱。然后，该质谱仪系统的带电粒子检测器分析该离子，以便识别它们的质量和速度分布。由此，可以确定在表征该样品的化学成分中有用的信息。

离子和电子光学系统如质谱仪系统通常需要减压环境，因此包括用于全面降低压力的真空系统。为了电离该样品，质谱仪系统还包括电离源，如电子离子发生器(“EI”)或化学离子发生器(“CI”)。一种类型的质谱仪系统即气相色谱(“GC”)质谱仪系统进一步包括气相色谱仪，以便分离挥发性和非挥发性化合物，在为它们提供电离之前。

该系统通常还包括质量分离器或质量分析器。在一些系统中，该质量分离器包括偏转光束中的离子的电磁铁。依靠该离子的质量和电荷，该偏转的幅度变化。通常，具有更高质量的离子偏转较少。因此，可以通过改变磁场分别研究存在于该样品中的离子种类。

在一些其它的系统中，该质量分离器包括由四个平行杆构成的四极(quadrupole)滤质器(mass filter)。例如，两个相对的杆具有正外加电势，而另两个杆具有负电势。该外加电压影响沿该四个杆中心的飞行路线行进的离子的轨迹。对于给定的电压来说，仅特定质量电荷比的离子穿过该四极滤质器，而所有其它离子被抛出它们原始的路线。因此可以通过改变电压产生质谱。

离子和电子光学系统的不同组件要经受高温、应力，并且要和许多化学成分接触。传统上，已经将陶瓷用于不同的组件，由于它们理想的化学和电气性质。然而，目前使用的陶瓷不能提供必须的结构强度，因此易于断裂破坏或破裂。经常，相邻金属组件的热膨胀引起该陶瓷组件的破裂。这会引起该质谱仪中的未对准、陶瓷的灰尘污染以及电气绝缘的击穿。在离子和电子光学系统中使用的其它材料具有更好的强度性能，但是在高温时不稳定，并且失去电气绝缘性能。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种在离子和电子光学系统中使用的成分或材料。

另一个目的是提供一种离子和电子光学系统，其中其一个或多个组件包括提供强度、化学惰性和绝缘的成分或材料。

另一个目的是提供一种隔离离子和电子光学系统的组件的方法。

这些和其它目的是通过提供一种离子光学系统实现的，该离子光学系统包括用于电离一个或多个化合物的离子发生器(ionizer)，所述离子发生器包括多个组件；用于分离该一个或多个化合物的离子的质量分离器(massseparator)，所述质量分离器包括多个组件；以及用于识别该一个或多个化合物的检测器，所述检测器包括多个组件，其中所述离子发生器、所述质量分离器和所述检测器中的至少一个的多个组件中的至少一个包括氧化锆和氧化铝成分。在实施方式中，该成分包括至少近似5％体积的氧化锆，而在其它的实施方式中，该成分包括至少近似20％体积的氧化锆，而在进一步的实施方式中，该成分包括至少近似50％体积的氧化锆。在一个实施方式中，该成分包括近似50％体积的氧化锆和近似50％体积的氧化铝。在优选的实施方式中，该成分包括近似30％体积的氧化锆和近似70％体积的氧化铝。

进一步提供一种隔离离子光学系统的一个或多个组件的方法，包括以下步骤：提供用于电离一个或多个化合物的离子发生器，所述离子发生器包括多个组件；提供用于分离该一个或多个化合物的离子的质量分离器，所述质量分离器包括多个组件；提供用于识别该一个或多个化合物的检测器，所述检测器包括多个组件；以及提供至少一个用于所述离子发生器、所述质量分离器和所述检测器中的至少一个的多个组件中的至少一个的隔离器，所述隔离器包括氧化锆和氧化铝成分。

通过下面对特定实施方式的详细描述，根据本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见，当连同附图阅读时，其中相同的组件由相同的附图标记标识。

附图说明

附图1是根据本发明的一个离子光学系统的侧视图。

附图2是根据附图1的离子光学系统的离子光学部分的透视图。

附图3是根据附图1的离子光学系统的内部离子源的分解图。

附图4是根据附图1的离子光学系统的外部离子源的分解图。

附图5是根据附图1的离子光学系统的另一个侧视图。