[发明专利]紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备及其使用方法

权利要求书

1.一种紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，包括真空腔室、紫外光源、水冷系统、样品架、真空系统和气压监控系统，其中：

真空腔室主要由双层材料制作：内层为高反射铝板，外层为不锈钢加强筋；

紫灯光源包括紫外灯管和控制电源，紫外灯管安装于真空腔室内部的顶端，并与外部电源相连接；

水冷系统设置在紫外灯管的上部，水冷系统用于防止紫外灯管以及腔室内的热量积聚引起温度不断升高；

样品架位于紫外灯管正下方；

真空系统连接所述真空腔室，真空系统用于快速、有效排空紫外光化学反应前后的气体；

气压监控系统连接所述真空腔室，气压监控系统用于有效控制光化学反应过程中真空腔室腔内气体压强。

2.根据权利要求1所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，紫外灯管发射主要为184.9nm和253.7nm的紫外光。

3.根据权利要求2所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，紫外灯管通过铝制反射板固定于真空腔室内部顶端。

4.根据权利要求2所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，紫外灯管的功率为250W，紫外灯管直径为18mm，形状为hairpin结构，弯曲成200mm*200mm辐射面积。

5.根据权利要求1或2所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，样品架的高度在一定范围内连续可调，以有效控制光化学反应的强度。

6.根据权利要求5所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，样品架主要由高反射铝材料制作，能够在60mm范围内升降，距紫外灯管下端面最近距离为10mm。

7.根据权利要求1所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，真空系统包括连接真空腔室的机械泵和真空计，真空系统提供低真空度以有效避免紫外灯管内外压力过大而引起的爆裂。

8.根据权利要求1所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，气压监控系统包括进气口、出气口、气体流量计和气压计，其中，气体流量计设置于进气口和真空腔室之间，以有效调节腔室内气体的压强，气压计设置于真空腔室的顶端，真空腔室通过出气口排放气体进行有效泄压。

9.根据权利要求1所述的紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备，其特征在于，还包括设置于真空腔室上的若干预留口。

10.一种权利要求1至9中任一项所述紫外光/臭氧表面清洗与氧化改性真空设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：依次打开主电源和真空计，打开氧气阀门，将氧气充入真空腔室内；当气压略超过一个大气压后关闭氧气阀门，打开真空腔室门；

步骤2：将样品放置于样品架上，调节样品与紫外灯管下表面的距离，关闭真空腔室门；

步骤3：依次开启真空腔室的水冷系统和机械泵电源，待真空度达到1Pa后，关闭真空抽气阀门；

步骤4：打开氧气充气阀和气体流量计，待腔体内气压达到0.15MPa，关闭气体输入阀门；

步骤5：开启紫外光源的主电源，设置光照强度和时间，启动紫外光照射开关；

步骤6：待紫外光照射结束后，关闭紫外光源的主电源；

步骤7：依次打开机械泵和真空阀门，待真空腔室内气压降至2Pa，关闭真空阀门和机械泵；

步骤8：重复步骤1，取出样品；

步骤9：重复步骤7，保持腔室内真空状态；

步骤10：关闭机械泵，依次关闭真空计和水冷系统。