專利名稱：一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置，特別適用于透射
電鏡制樣過(guò)程中的機(jī)械預(yù)減薄階段。該裝置及研磨方法也同樣適用于普通金相試樣的研磨 和拋光。
背景技術(shù)：
理想的透射電鏡薄膜樣品要求具有面積大而均勻并且無(wú)人為缺陷的薄(電子束 透明)區(qū)，制備出這樣的樣品要經(jīng)過(guò)多道程序的減薄，一般第一步是機(jī)械預(yù)減薄(研磨)，要 求至少研磨至30 i！ m左右后才能進(jìn)行下一步減薄，因此機(jī)械研磨是透射電鏡薄膜樣品制備 的關(guān)鍵步驟之一。 簡(jiǎn)易的做法是把切割好的 0. 5mm厚的薄片用速凝膠粘貼于大平面的載體(比 如橡皮、金屬塊等)上，手工在砂紙或磨拋機(jī)上研磨，由于手工用力很難控制均勻和方向穩(wěn) 定，常常磨偏(即一面已經(jīng)磨沒(méi)，而另一面還較厚)或磨不平，特別是對(duì)于有特定區(qū)域需要 保護(hù)的樣品，如把握不好很可能把要保護(hù)的部分磨掉，成功率大大降低。樣品磨偏以后，雖 然被磨偏的一側(cè)很薄，但這種薄區(qū)是由機(jī)械研磨得來(lái)，很有可能存在機(jī)械損傷和人為缺陷， 不一定適合于透射電鏡觀察。 有的單位使用如圖3所示的簡(jiǎn)易研磨裝置制樣，樣品粘貼于載物臺(tái)下方，上下螺 母可以相互鎖緊以定位樣品的高度，然后在砂紙或磨拋機(jī)上研磨，其研磨效果和粘貼在金 屬塊或橡皮上一樣，也容易磨偏，所得樣品的平行度和平面度都難以保證。另外，下螺母底 部周圍不開(kāi)槽，在磨拋機(jī)上研磨和拋光時(shí)，磨料會(huì)被下螺母擋在外圍而較難到達(dá)樣品，使研 磨效率降低。 因此，對(duì)于很多電鏡工作者而言，既廉價(jià)又高效、實(shí)用的研磨盤(pán)是非常需要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述電鏡和金相樣品制備過(guò)程中手動(dòng)研磨容易磨偏，平 行度和平面度都難以保證，設(shè)計(jì)一種廉價(jià)且高效實(shí)用的手動(dòng)研磨盤(pán)。該研磨盤(pán)既可以磨電 鏡樣品也可以磨普通金相樣品，既可以手工在砂紙上研磨，也可以放在磨拋機(jī)上進(jìn)行研磨 和拋光，所得樣品的平行度和平面度都較高。 本實(shí)用新型所述的一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置，包括載物臺(tái)和
載物臺(tái)固定、手持裝置，所述的載物臺(tái)外圍配置有固定環(huán)、軸承和配重，配重通過(guò)支撐桿加
載于載物臺(tái)上方，支撐桿與載物臺(tái)的水平面中心點(diǎn)連接，軸承裝套于固定環(huán)上部，載物臺(tái)嵌
套于固定環(huán)內(nèi)部并可以在固定環(huán)的孔內(nèi)上下移動(dòng)，固定環(huán)、載物臺(tái)及軸承內(nèi)套可以一起自
由旋轉(zhuǎn)。其裝配順序如圖l所示。使用時(shí)，被研磨樣品粘貼于載物臺(tái)下方。 在所述的用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置的固定環(huán)的下方四周開(kāi)有導(dǎo)
液槽。其作用是確保磨料通過(guò)以到達(dá)樣品起到磨削作用，另外在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中起到對(duì)磨料的
攪拌和回收作用，降低磨料的離心損失。[0009] 上述的支撐桿與載物臺(tái)的水平面中心點(diǎn)為螺紋連接，但不限于此連接方式，同樣 可以使用能夠達(dá)到使用效果的其它方式連接。
該用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置的使用方法為 1)樣品粘貼將待研磨樣品粘貼于載物臺(tái)底部。 2)按上述順序裝配好欲研磨樣品后，置于磨拋機(jī)的研磨平臺(tái)上研磨，利用配重加 壓以確保加壓平穩(wěn)，利用固定環(huán)的導(dǎo)向作用確保加壓方向始終垂直于研磨平臺(tái)，手持軸承 外套以確保固定環(huán)及樣品可以旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)作用確保所磨樣品的平面度和平行度；利用 導(dǎo)液槽確保磨料順利通過(guò)到達(dá)樣品，并在其旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)磨料進(jìn)行攪拌促進(jìn)磨料分布均勻 以及把由于離心作用被甩到研磨平臺(tái)邊緣的磨料帶回平臺(tái)中間部位。 所述的樣品粘帖過(guò)程是利用熔點(diǎn)低于10(TC的改性石蠟把待研磨樣品粘貼于載物 臺(tái)底部。利用石蠟的低熔點(diǎn)和低強(qiáng)度，可以限制研磨過(guò)程中對(duì)樣品的強(qiáng)烈機(jī)械作用，減低研 磨過(guò)程引入新的損傷或缺陷的程度。

本實(shí)用新型共有附圖8幅， 圖1用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置裝配圖； 圖2裝配順序及裝配效果圖； 圖3簡(jiǎn)易研磨裝置； 圖4固定環(huán)； 圖5載物臺(tái)； 圖6支撐桿； 圖7配重； 圖8無(wú)軸承裝配圖。 在圖中，1、載物臺(tái)，2、固定環(huán)，3、軸承，4、配重，5、支撐桿，6、軸承內(nèi)套，7、導(dǎo)液槽， 8 、上螺母，9 、下螺母，10 、樣品。
具體實(shí)施方式下面將參照附圖對(duì)本申請(qǐng)的用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置進(jìn)行詳細(xì) 說(shuō)明。但是，以下的實(shí)施方式中所記述的構(gòu)成部件的材質(zhì)、尺寸、形狀等，如果沒(méi)有特別限定 的描述，則不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，而只不過(guò)是單純的說(shuō)明實(shí)例而已。 實(shí)施方式1 —種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置，包括載物臺(tái)1和載物臺(tái)固定、手 持裝置，所述的載物臺(tái)外圍配置有固定環(huán)2、軸承3和配重4，配重4通過(guò)支撐桿5加載于載 物臺(tái)上方，支撐桿與載物臺(tái)1連接，軸承3裝套于固定環(huán)2上部，被研磨樣品粘貼于載物臺(tái) 下方，載物臺(tái)1嵌套于固定環(huán)2內(nèi)部并可以在固定環(huán)2的孔內(nèi)上下移動(dòng)，固定環(huán)2、載物臺(tái)1 及軸承內(nèi)套6可以一起自由旋轉(zhuǎn)。固定環(huán)2的下方四周開(kāi)有導(dǎo)液槽7。所述的支撐桿5與 載物臺(tái)1為螺紋連接。 實(shí)施方式2 為保證耐磨性和耐蝕性，固定環(huán)選用馬氏體不銹鋼4Crl3，先按圖4機(jī)加工，然后102(TC真空淬火，然后35(TC回火即可。 載物臺(tái)和配重及配重支撐桿無(wú)耐磨性要求，選用304奧氏體不銹鋼，按圖5 圖7 加工即可。 根據(jù)固定環(huán)的尺寸，選用普通6008-2RS深溝球軸承，該軸承雙側(cè)帶密封套，可以
防止磨料及液體進(jìn)入軸承造成磨損和銹蝕。如果考慮軸承的防銹性，可選用不銹鋼軸承，但 成本會(huì)略有增加。 上述零部件準(zhǔn)備好后，按圖2所示裝配即為本實(shí)用新型所述的一種用于透射電鏡 制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置。該研磨盤(pán)單件生產(chǎn)的成本(包括材料費(fèi)和加工費(fèi))為350 400元人民幣。如批量生產(chǎn)，成本可進(jìn)一步降低。 實(shí)例1 利用本實(shí)用新型所述研磨盤(pán)進(jìn)行了電鏡樣品的機(jī)械研磨，機(jī)械研磨至30 ii m后，
又進(jìn)行了凹坑研磨和離子減薄，所得樣品上的薄區(qū)大而均勻。 實(shí)例2 利用本實(shí)用新型所述研磨盤(pán)制備了金相樣品，所得樣品的表面平面度較高。 需要說(shuō)明的是本實(shí)用新型所述的研磨盤(pán)當(dāng)按圖1所示順序裝配，在磨拋機(jī)上研 磨時(shí)，樣品在研磨過(guò)程中是旋轉(zhuǎn)的。如果不希望樣品旋轉(zhuǎn)，或者手工在砂紙上研磨，則不裝 配軸承即可(裝配圖見(jiàn)圖8)。也可以手工方式加壓，此時(shí)需要把配重和支撐桿拿掉，研磨時(shí) 用手指壓住載物臺(tái)上方即可。
權(quán)利要求一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置，包括載物臺(tái)(1)和載物臺(tái)固定、手持裝置，其特征在于所述的載物臺(tái)外圍配置有固定環(huán)(2)、軸承(3)和配重(4)，配重(4)通過(guò)支撐桿(5)加載于載物臺(tái)上方，支撐桿與載物臺(tái)(1)連接，軸承(3)裝套于固定環(huán)(2)上部，被研磨樣品粘貼于載物臺(tái)下方，載物臺(tái)(1)嵌套于固定環(huán)(2)內(nèi)部并可以在固定環(huán)(2)的孔內(nèi)上下移動(dòng)，固定環(huán)(2)、載物臺(tái)(1)及軸承內(nèi)套(6)可以一起自由旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置，其特征在 于在固定環(huán)(2)的下方四周開(kāi)有導(dǎo)液槽(7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置，其特征在 于所述的支撐桿(5)與載物臺(tái)(1)為螺紋連接。
專利摘要一種用于透射電鏡制樣過(guò)程的機(jī)械預(yù)減薄裝置。應(yīng)用于透射電鏡樣薄膜樣品的研磨。具有載物臺(tái)、固定環(huán)、軸承和配重。樣品通過(guò)改性石蠟粘貼于載物臺(tái)底部，載物臺(tái)可以在固定環(huán)內(nèi)上下移動(dòng)，研磨時(shí)，手持軸承外套，由于固定環(huán)與磨拋機(jī)的研磨平臺(tái)存在摩擦力作用，固定環(huán)被研磨平臺(tái)帶動(dòng)可被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)載物臺(tái)和樣品旋轉(zhuǎn)，以確保得到平行度和平面度都較高的被研磨樣品。同時(shí)固定環(huán)底部周邊具有導(dǎo)液槽，一方面確保磨料順利通過(guò)以到達(dá)被研磨樣品，另一方面，通過(guò)被動(dòng)旋轉(zhuǎn)可起到對(duì)磨料的攪拌和回收作用，減少磨料因離心作用造成的流失，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量的研磨。該裝置也同樣可以用于普通金相樣品研磨，有操作簡(jiǎn)單、高效、實(shí)用、廉價(jià)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24B41/06GK201442215SQ20092001274
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者丁成鋼, 任瑞銘, 王國(guó)順, 趙秀娟, 陳春煥 申請(qǐng)人:大連交通大