本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種用于固定掃描電子顯微鏡待測(cè)樣品的導(dǎo)電橡皮泥的加工方法。
背景技術(shù):掃描電鏡(SEM)是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀性貌觀察手段,可直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進(jìn)行微觀成像。掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)是,①有較高的放大倍數(shù);②有很大的景深,視野大,成像富有立體感,可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)。掃描電鏡(SEM)主要是利用二次電子信號(hào)成像來(lái)觀察樣品的表面形態(tài)。當(dāng)樣品電阻較大時(shí),在電子束的連續(xù)掃描下,樣品表面逐漸積累負(fù)電荷,形成相當(dāng)高的負(fù)電場(chǎng),排斥入射電子,二次電子發(fā)射不穩(wěn)定,并隨機(jī)偏轉(zhuǎn)二次電子軌跡,影響探測(cè)器接收,造成圖像晃動(dòng),亮度突變,出現(xiàn)無(wú)規(guī)則的明暗條紋,這就是所謂的“荷電效應(yīng)”,也稱(chēng)“充電效應(yīng)”。為了克服上述“荷電效應(yīng)”,通常會(huì)采用導(dǎo)電樣品與金屬樣品臺(tái)相連形成導(dǎo)電通道,消除累積的電荷,或在非導(dǎo)電樣品表面噴金后與金屬樣品臺(tái)相連,從而形成導(dǎo)電通道,消除累積電荷。目前,在金屬樣品臺(tái)上安裝試樣時(shí),廣泛使用的是SEM用雙面碳導(dǎo)電膠帶,用以固定試樣,并起到連通樣品及樣品臺(tái)電路的作用。但雙面碳導(dǎo)電膠帶僅適用于平面與平面的固定連接,無(wú)法對(duì)異形件起到固定和定位的作用。當(dāng)觀測(cè)斜面角度較大,進(jìn)而超出掃描電鏡景深時(shí),分析圖像則會(huì)在一邊呈現(xiàn)虛像。金相用橡皮泥可以很好的固定異形件,方便金相觀測(cè),但其并不導(dǎo)電;發(fā)明專(zhuān)利:一種增強(qiáng)兒童玩具用橡皮泥導(dǎo)電性的方法(公開(kāi)號(hào)105268198A)是在橡皮泥中添加導(dǎo)電粉末,而SEM分析時(shí)需在高真空下進(jìn)行,橡皮泥中的導(dǎo)電粉末存在脫落并污染顯微鏡鏡頭的危險(xiǎn);發(fā)明專(zhuān)利:基于橡皮泥作導(dǎo)線的電路教學(xué)豎掛演示教具(公開(kāi)號(hào)105931542A)中采用的導(dǎo)電橡皮泥,則是在橡皮泥中添加鹽水,同樣SEM分析時(shí)需要干燥、干凈的環(huán)境,需避免揮發(fā),故上述兩種導(dǎo)電橡皮泥均不適用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種用于固定掃描電子顯微鏡待測(cè)樣品的導(dǎo)電橡皮泥的加工方法,由該方法制得的導(dǎo)電橡皮泥可以對(duì)異形件或試樣斜邊有很好的固定效果,而且該導(dǎo)電橡皮泥內(nèi)部形成相互連接的導(dǎo)電三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以有效地消除累積電荷,且該導(dǎo)電橡皮泥中的導(dǎo)電材料與橡皮泥之間連接牢固不易脫落,且干凈無(wú)污染,適宜掃描電子顯微鏡的使用而不會(huì)造成干擾。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于固定掃描電子顯微鏡待測(cè)樣品的導(dǎo)電橡皮泥的加工方法,其特征在于,包括以下步驟:①采用金相橡皮泥,將其加熱至20~40℃,②將橡皮泥放置在光滑玻璃平面上,用圓棍將其壓平至厚度為0.5~1.5mm的薄片,③在薄片表面撒上長(zhǎng)度為0.3~1.5cm的無(wú)上漿無(wú)膠長(zhǎng)碳纖維單絲,碳纖維單絲含碳量≥95%,電阻率≤1.5×10﹣3Ωcm,碳纖維單絲之間相互搭接形成交錯(cuò)的二維結(jié)構(gòu),然后用圓棍輕輕將碳纖維單絲壓入橡皮泥中,④用軟刷輕輕刷拭橡皮泥表面,去除未固定的碳纖維單絲,⑤對(duì)于橡皮泥表面碳纖維單絲分布稀疏的位置,重復(fù)③~④操作,保證橡皮泥表面已均勻黏附有相互搭接的碳纖維單絲,⑥將表面已均勻黏附有相互搭接的碳纖維單絲的橡皮泥向一側(cè)輕輕卷起呈圓筒狀,然后沿垂直于卷起方向(即平行于圓筒長(zhǎng)度方向)將其壓平至厚度為0.5~1.5mm薄片;⑦重復(fù)步驟③~⑥為一次完整的操作,重復(fù)該完整的操作5次~10次,通過(guò)多次分層添加碳纖維單絲后再進(jìn)行異向擠壓的動(dòng)作后,添加在金相橡皮泥內(nèi)部的無(wú)上漿無(wú)膠長(zhǎng)碳纖維單絲之間形成相互連通的三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的,在金相橡皮泥內(nèi)部添加的無(wú)上漿無(wú)膠長(zhǎng)碳纖維單絲的長(zhǎng)度為0.3~1cm。采用上述方案,本發(fā)明所采用的碳纖維單絲含碳量、電阻率與碳纖維單絲的長(zhǎng)度以及被埋進(jìn)的橡皮泥的厚度之間相互關(guān)聯(lián)相互制約,選擇0.5~1.5mm的橡皮泥薄片用于黏附0.3~1.5cm長(zhǎng)的碳纖維單絲,使其可以充分被壓平在橡皮泥中,而不會(huì)出現(xiàn)碳纖維單絲裸露的現(xiàn)象,造成掃描分析時(shí)對(duì)樣品的干擾,碳纖維單絲的長(zhǎng)度的選擇需考慮到其相互之間需要一定空間保證可以充分接觸,若長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)會(huì)給制作橡皮泥帶來(lái)不便,而且過(guò)長(zhǎng)的碳纖維單絲之間更容易出現(xiàn)平行貼靠的情況或者出線裸露等情況,出現(xiàn)交錯(cuò)結(jié)構(gòu)會(huì)減少,不利于導(dǎo)電性能的增強(qiáng),如果長(zhǎng)度不夠長(zhǎng),則會(huì)造成相互之間接觸不多,無(wú)法形成交錯(cuò)的二維結(jié)構(gòu),而且部分單絲無(wú)法彎折穿入橡皮泥中,在后續(xù)的重復(fù)分層添加碳纖維單絲之后,也難以形成相互連通的三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu),會(huì)造成導(dǎo)電性能降低,無(wú)法滿(mǎn)足SEM觀察使用。此外,本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)制備方法簡(jiǎn)單,原料成本低;(2)所制備的用于固定掃描電子顯微鏡分析樣品的導(dǎo)電橡皮泥,使用簡(jiǎn)單,更適用于異型件的固定,可在樣品臺(tái)上放置少許后,直接將樣品壓入即可;對(duì)于異型件或需要觀測(cè)斜面時(shí),配合金相顯微鏡專(zhuān)用配套壓平器即可使用,操作簡(jiǎn)單;(3)本發(fā)明所制備的用于固定掃描電子顯微鏡分析樣品的導(dǎo)電橡皮泥,內(nèi)含呈現(xiàn)三維網(wǎng)絡(luò)搭接的碳纖維單絲,具備良好的導(dǎo)電能力,滿(mǎn)足SEM分析所需;(4)本發(fā)明采用添加長(zhǎng)度為0.3~1.5cm的導(dǎo)電碳纖維單絲,而非導(dǎo)電石墨粉,目的是可充分保證碳纖維單絲固定在橡皮泥內(nèi)部,可有效避免SEM分析前抽真空過(guò)程中發(fā)生脫落污染掃描電鏡。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。附圖說(shuō)明附圖1為使用雙面碳導(dǎo)電膠帶固定異形件斜面的SEM照片(500倍放大);附圖2為使用雙面碳導(dǎo)電膠帶固定異形件斜面的SEM照片(5000倍放大);附圖3為本發(fā)明所制導(dǎo)電橡皮泥內(nèi)相互搭接的碳纖維單絲(250倍放大);附圖4為本發(fā)明使用導(dǎo)電橡皮泥固定異形件斜面的SEM照片(500倍放大);附圖5為本發(fā)明使用導(dǎo)電橡皮泥固定異形件斜面的SEM照片(5000倍放大)。具體實(shí)施方式本發(fā)明的具體實(shí)施例如圖1-4所示是用于固定掃描電子顯微鏡待測(cè)樣品的導(dǎo)電橡皮泥的加工方法,其特征在于,包括以下步驟:①采用金相橡皮泥,將其加熱至25℃,②將橡皮泥放置在光滑玻璃平面上,用圓棍將其壓平至厚度為1mm的薄片,③在薄片表面撒上長(zhǎng)度為1cm的無(wú)上漿無(wú)膠長(zhǎng)碳纖維單絲,碳纖維單絲含碳量≥95%,電阻率≤1.5×10﹣3Ωcm,碳纖維單絲之間相互搭接形成交錯(cuò)的二維結(jié)構(gòu),然后用圓棍輕輕將碳纖維單絲壓入橡皮泥中,④用軟刷輕輕刷拭橡皮泥表面,去除未固定的碳纖維單絲,⑤對(duì)于橡皮泥表面碳纖維單絲分布稀疏的位置,重復(fù)③~④操作,保證橡皮泥表面已均勻黏附有相互搭接的碳纖維單絲,⑥將表面已均勻黏附有相互搭接的碳纖維單絲的橡皮泥向一側(cè)輕輕卷起呈圓筒狀,然后沿垂直于卷起方向(即平行于圓筒長(zhǎng)度方向)將其壓平至厚度為0.5~1.5mm薄片;⑦重復(fù)步驟③~⑥為一次完整的操作,重復(fù)該完整的操作5次~10次,通過(guò)多次分層添加碳纖維單絲后再進(jìn)行異向擠壓的動(dòng)作后,添加在金相橡皮泥內(nèi)部的無(wú)上漿無(wú)膠長(zhǎng)碳纖維單絲之間形成相互連通的三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。SEM分析所用材料為拉拔后的鋁合金制件。當(dāng)試樣底部使用雙面碳導(dǎo)電膠帶固定在金屬樣品臺(tái)平面后,觀測(cè)面與水平方向呈35~45度夾角,其傾斜高度超過(guò)所使用SEM顯微鏡鏡深,故在圖1和圖2右側(cè)清晰(對(duì)焦位置),左側(cè)明顯模糊(失焦)。圖3為本發(fā)明所制備的導(dǎo)電橡皮泥SEM掃描圖片,從圖中可以清晰的看到金相橡皮泥中添加長(zhǎng)度約為1cm的無(wú)上漿無(wú)膠長(zhǎng)碳纖維單絲,部分碳纖維單絲長(zhǎng)度低于1cm,其原因是其部分發(fā)生彎曲并被鑲嵌在橡皮泥內(nèi)部,同時(shí)碳纖維單絲之間相互搭接,形成三維網(wǎng)絡(luò)。圖4和圖5是使用金相顯微鏡專(zhuān)用配套壓平器和本發(fā)明所制備的導(dǎo)電橡皮泥固定后的SEM掃描圖片,注意掃描位置和圖1、圖2有所不同。從圖4和圖5可以看出,圖像的四周成像清晰,無(wú)模糊區(qū)域。說(shuō)明本發(fā)明所制備的導(dǎo)電橡皮泥導(dǎo)電性能良好,使用其固定異形件可將觀測(cè)面調(diào)整至水平狀態(tài),完全滿(mǎn)足SEM分析所需。本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式,本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容,可以采用其他多種具體實(shí)施方式實(shí)施本發(fā)明的,或者凡是采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路,做簡(jiǎn)單變化或更改的,都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。