一種原子氣室抗弛豫鍍膜方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種原子氣室的鍍膜方法，具體涉及一種原子氣室的抗弛豫鍍膜方法。它包括如下步驟：第一步：采用“Piranha”溶液清洗氣室內(nèi)壁；第二步：用去離子純水漂洗；第三步：對氣室進行高溫除氣；第四步：激活氣室壁，進行鍍膜前準備；第五步：配制OTS溶液；第六步：使待鍍膜氣室壁在鍍膜溶液中浸泡；第七步：用氯仿對氣室內(nèi)壁進行沖洗；第八步：膜層固化及后處理。其優(yōu)點是，解決了原子自旋與氣室內(nèi)壁的碰撞改變原子自旋指向而導致弛豫的問題；此外，根據(jù)氣室內(nèi)壁膜層抗弛豫要求，提出了氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜的工藝步驟，保證了該技術(shù)的可行性。
【專利說明】
一種原子氣室抗弛豫鍍膜方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于一種原子氣室的鍍膜方法，具體涉及一種原子氣室的抗弛豫鍍膜方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原子技術(shù)的飛速發(fā)展導致原子氣室需求量大增。氣室中原子弛豫是衡量原子自旋維持定軸能力的指標，類似于轉(zhuǎn)子陀螺中的摩擦，弛豫越小可類比為摩擦越小。原子自旋與氣室內(nèi)壁的碰撞會改變原子自旋指向而導致弛豫。隨著原子氣室尺寸的降低，原子自旋與氣室內(nèi)壁的碰撞速率增加，導致弛豫增大，成為制約原子陀螺尺寸降低、性能提高的瓶頸?，F(xiàn)有常見的鍍膜技術(shù)主要用于改善玻璃零件的光學特性，或增加材料表面的抗腐蝕污染、減小摩擦等功能，在改善原子自旋弛豫方面的應(yīng)用較少。同時常用的鍍膜工藝一般用于平面、外表面鍍膜，用于經(jīng)過細長的排氣管對氣室內(nèi)壁的立體表面鍍膜的工藝較少。因此，需要研究原子氣室抗弛豫內(nèi)壁鍍膜技術(shù)，主要涉及膜層材料選擇及鍍膜工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，它可在較小的原子氣室尺寸前提下，實現(xiàn)原子自旋較長的弛豫時間，提高原子陀螺的精度，同時可滿足后續(xù)超高真空處理需求，保證原子純度。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，它包括如下步驟:
[0005]第一步:采用“Piranha”溶液清洗氣室內(nèi)壁；
[0006]第二步:用去離子純水漂洗；
[0007]第三步:對氣室進行高溫除氣；
[0008]第四步:激活氣室壁，進行鍍膜前準備；
[0009]第五步:配制OTS溶液；
[0010]第六步:使待鍍膜氣室壁在鍍膜溶液中浸泡；
[0011]第七步:用氯仿對氣室內(nèi)壁進行沖洗；
[0012]第八步:膜層固化及后處理。
[0013]所述的第一步為根據(jù)待鍍膜氣室數(shù)量及體積配制適量清洗用“Piranha”溶液，溶液量需滿足在注滿氣室后能夠全部浸沒氣室，溶液組成為:體積比為3:7的過氧化氫和濃硫酸溶液的混合溶液，將溶液注入氣室內(nèi)，并將注滿溶液的氣室置于盛放“Piranha”溶液燒杯中，液面需沒過氣室，將該燒杯放入超聲波清洗池中進行超聲波清洗，上述操作需在排風柜內(nèi)進行。
[0014]所述的第二步為將完成超聲波清洗的氣室自燒杯中取出，并將氣室內(nèi)的清洗溶液轉(zhuǎn)移至同一燒杯內(nèi)，并把燒杯內(nèi)的溶液進行回收處理，采用純水對氣室進行反復(fù)沖洗并結(jié)合超聲波清洗設(shè)備進行超聲波振動清洗，直到采用10ml水沖洗22cm2的待清洗表面積時，所收集沖洗水的電導率低于3 μ S/cm。
[0015]所述的第三步為將清洗干凈的氣室置于真空加熱爐內(nèi)，采用最高500°C、10_4Pa真空進彳丁尚溫尚真空除氣。
[0016]所述的第四步為將完成除氣的干燥氣室置于濕度90%的局部潔凈環(huán)境內(nèi)lOmin，使氣室內(nèi)壁附著微量水分，作為OTS長鏈和玻璃聚合的催化劑。
[0017]所述的第五步為根據(jù)待鍍膜氣室容量配制適量鍍膜溶液，溶液比例為:1份氯仿+4份正己烷配制成溶劑，每I升溶劑加入0.8ml的OTS。
[0018]所述的第六步為把鍍膜溶液注入待鍍膜氣室并充滿，使液面高度正好在排氣管和氣室的界面處。靜置5?1min之后倒出溶液，將試件在空氣中放置5min。
[0019]所述的第七步為采用氯仿對OTS鍍膜的全部表面進行五次以上沖洗，用于去除沒有結(jié)合在玻璃表面的OTS分子。
[0020]所述的第八步為將氣室接在真空臺上并用真空栗除掉殘余的氯仿。抽真空過程中，加熱氣室至150°C并保持48h，使獨立的分子鏈之間形成交聯(lián)。完成氣室內(nèi)壁鍍膜操作。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點是，I)將OTS膜層用于原子氣室內(nèi)壁，作為抗原子自旋弛豫應(yīng)用，解決了原子自旋與氣室內(nèi)壁的未鍍膜表面的非彈性碰撞而改變原子自旋指向的問題，起到延長原子自旋馳豫時間的作用；2)通過鍍膜溶液液面高度的控制實現(xiàn)膜層位置可控，既使氣室內(nèi)壁立體表面全部被膜層覆蓋，又保留排氣管內(nèi)壁無相關(guān)膜層，在后續(xù)真空排氣臺接入操作中，不會產(chǎn)生因局部高溫導致膜層損壞從而形成殘留氣室內(nèi)的雜質(zhì)；3)氣室鍍膜前的氣室壁激活處理工藝，既保證了反應(yīng)速度又保證了膜層質(zhì)量；4)鍍膜后得固化處理工藝，結(jié)合真空操作，實現(xiàn)膜層的固化，提升膜層壽命。OTS鍍膜技術(shù)在氣室內(nèi)壁的應(yīng)用，解決了原子自旋與氣室內(nèi)壁的碰撞改變原子自旋指向而導致弛豫的問題；此外，根據(jù)氣室內(nèi)壁膜層抗弛豫要求，提出了氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜的工藝步驟，保證了該技術(shù)的可行性。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細介紹:
[0023]在下面的描述中，出于解釋而非限制性的目的，闡述了具體細節(jié)，以幫助全面地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細節(jié)的其它實施例中實踐本發(fā)明。下面對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0024]一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，它包括如下步驟:
[0025]第一步:采用“Piranha”溶液清洗氣室內(nèi)壁
[0026]根據(jù)待鍍膜氣室數(shù)量及體積配制適量清洗用“Piranha”溶液。溶液量需滿足在注滿氣室后能夠全部浸沒氣室。溶液組成為:體積比為3:7的過氧化氫和濃硫酸溶液的混合溶液。將溶液注入氣室內(nèi)，并將注滿溶液的氣室置于盛放“Piranha”溶液燒杯中，液面需沒過氣室。將該燒杯放入超聲波清洗池中進行超聲波清洗。上述操作需在排風柜內(nèi)進行，并做好防護措施，避免酸霧對操作者和環(huán)境造成影響；
[0027]第二步:用去離子純水漂洗
[0028]將完成超聲波清洗的氣室自燒杯中取出，并將氣室內(nèi)的清洗溶液轉(zhuǎn)移至同一燒杯內(nèi)，并把燒杯內(nèi)的溶液進行回收處理。采用純水對氣室進行反復(fù)沖洗并結(jié)合超聲波清洗設(shè)備進行超聲波振動清洗，直到采用10ml水沖洗約22cm2的待清洗表面積時，所收集沖洗水的電導率低于3 μ S/cm ;
[0029]第三步:對氣室進行高溫除氣
[0030]將清洗干凈的氣室置于真空加熱爐內(nèi)，采用最高500°C、10_4Pa真空進行高溫高真空除氣；
[0031]第四步:激活氣室壁，進行鍍膜前準備
[0032]將完成除氣的干燥氣室置于濕度90%的局部潔凈環(huán)境內(nèi)lOmin，使氣室內(nèi)壁附著微量水分，作為OTS長鏈和玻璃聚合的催化劑。
[0033]第五步:配制OTS溶液
[0034]根據(jù)待鍍膜氣室容量配制適量鍍膜溶液。溶液比例為:1份氯仿+4份正己烷配制成溶劑，每I升溶劑加入0.8ml的OTS ;
[0035]第六步:使待鍍膜氣室壁在鍍膜溶液中浸泡一定時間
[0036]把鍍膜溶液注入待鍍膜氣室并充滿，使液面高度正好在排氣管和氣室的界面處。靜置5?1min之后倒出溶液，將試件在空氣中放置5min ;
[0037]第七步:用氯仿對氣室內(nèi)壁進行沖洗
[0038]采用氯仿對OTS鍍膜的全部表面進行五次以上沖洗，用于去除沒有結(jié)合在玻璃表面的OTS分子；
[0039]第八步:膜層固化及后處理
[0040]將氣室接在真空臺上并用真空栗除掉殘余的氯仿。抽真空過程中，加熱氣室至150°C并保持48h，使獨立的分子鏈之間形成交聯(lián)。完成氣室內(nèi)壁鍍膜操作。
【主權(quán)項】
1.一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:它包括如下步驟: 第一步:采用“Piranha”溶液清洗氣室內(nèi)壁； 第二步:用去離子純水漂洗； 第三步:對氣室進行高溫除氣； 第四步:激活氣室壁，進行鍍膜前準備； 第五步:配制OTS溶液； 第六步:使待鍍膜氣室壁在鍍膜溶液中浸泡； 第七步:用氯仿對氣室內(nèi)壁進行沖洗； 第八步:膜層固化及后處理。2.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第一步為根據(jù)待鍍膜氣室數(shù)量及體積配制適量清洗用“Piranha”溶液，溶液量需滿足在注滿氣室后能夠全部浸沒氣室，溶液組成為:體積比為3:7的過氧化氫和濃硫酸溶液的混合溶液，將溶液注入氣室內(nèi)，并將注滿溶液的氣室置于盛放“Piranha”溶液燒杯中，液面需沒過氣室，將該燒杯放入超聲波清洗池中進行超聲波清洗，上述操作需在排風柜內(nèi)進行。3.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第二步為將完成超聲波清洗的氣室自燒杯中取出，并將氣室內(nèi)的清洗溶液轉(zhuǎn)移至同一燒杯內(nèi)，并把燒杯內(nèi)的溶液進行回收處理，采用純水對氣室進行反復(fù)沖洗并結(jié)合超聲波清洗設(shè)備進行超聲波振動清洗，直到采用10ml水沖洗22cm2的待清洗表面積時，所收集沖洗水的電導率低于3 μ S/cm。4.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第三步為將清洗干凈的氣室置于真空加熱爐內(nèi)，采用最高500°C、10-4Pa真空進行高溫高真空除氣。5.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第四步為將完成除氣的干燥氣室置于濕度90%的局部潔凈環(huán)境內(nèi)lOmin，使氣室內(nèi)壁附著微量水分，作為OTS長鏈和玻璃聚合的催化劑。6.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第五步為根據(jù)待鍍膜氣室容量配制適量鍍膜溶液，溶液比例為份氯仿+4份正己烷配制成溶劑，每I升溶劑加入0.8ml的0TS。7.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第六步為把鍍膜溶液注入待鍍膜氣室并充滿，使液面高度正好在排氣管和氣室的界面處。靜置5?1min之后倒出溶液，將試件在空氣中放置5min。8.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第七步為采用氯仿對OTS鍍膜的全部表面進行五次以上沖洗，用于去除沒有結(jié)合在玻璃表面的OTS分子。9.如權(quán)利要求1所述的一種原子氣室內(nèi)壁抗弛豫鍍膜方法，其特征在于:所述的第八步為將氣室接在真空臺上并用真空栗除掉殘余的氯仿。抽真空過程中，加熱氣室至150°C并保持48h，使獨立的分子鏈之間形成交聯(lián)。完成氣室內(nèi)壁鍍膜操作。
【文檔編號】C23C16/455GK105986248SQ201510094655
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月3日
【發(fā)明人】鄭辛, 秦杰, 王宇虹, 孫曉光, 田曉倩, 汪世林, 高溥澤, 韓文法, 萬雙愛, 王春娥, 劉建豐, 郭宇豪
【申請人】北京自動化控制設(shè)備研究所