CN107014652B - 一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置 - Google Patents

一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置，其包括：升降基座；升降体，其设置于升降基座上且由一升降机构驱动进行升降；对粘台，其设置于升降体上且由一锁紧机构锁紧于升降体上；对粘台上设置有一纵向分布的柱孔，柱孔的上部设置有一上台阶；对粘柱，其下端设置有一下台阶，对粘柱的下部活动套设于柱孔内，且对粘柱上套设有一夹设于下台阶和上台阶之间的弹簧；滑块，其以能够滑动的方式设置于对粘台的底部；挡针，其固定于滑块上，滑块能够把挡针推到挡在柱孔的下端。本发明能够便于在环形载网上调整胶点的距离和胶量，且能够使带有胶点的环形载网快速精确地与研磨器上的截面样品对中和粘合。

Description

一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置
技术领域
本发明涉及透射电镜截面样品的制备领域，特别涉及一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置。
背景技术
通常的透射电镜(TEM)截面样品的制备方法有两种：一种是利用对设备和经验水平要求比较高的聚焦离子束(FIB)技术，另一种是实验室比较常用且能获得高质量TEM样品的离子减薄技术。目前，截面样品离子减薄制样的步骤大致为：切割(将与Si片对粘好的截面样品切割成样品对角线不超过3mm，厚度不超过几百微米的小块)→研磨(将样品固定在研磨器上的玻璃柱上研磨至Si片透红光)→粘贴环形载网(用AB胶或G-1胶将直径为Φ3mm的铜环粘贴在样品表面，轻压后除去铜环外多余的胶，否则多余的胶会影响样品的后续离子减薄。)→浸泡(在丙酮中浸泡，使样品与玻璃台之间自然脱落)→离子减薄(将Φ3mm的圆形薄片样品放入离子减薄仪中，选择适当的角度和电压用氩离子轰击样品表面进行离子减薄)。在截面样品离子减薄制样过程中，将环形载网与研磨好的薄膜样品界面(通常厚度〈10μm)对粘是透射电镜截面样品制备过程中必不可少的环节。如何将薄膜的界面精确快速地固定在环形载网的中间是这一制备环节的难点。目前，将环形载网与截面样品对粘的方法主要是：在截面样品的两侧涂少量固化胶(AB胶或G-1胶)，在光学显微镜下用镊子将环形载网放置于涂胶样品上，在光镜下不断调整环形载网的位置使截面样品与载网的进行对中。环形载网的作用是为了支撑样品。将截面样品与环形载网的中间位置对中的目的是为了缩短后续离子减薄的时间和获得更大面积的薄区，提高减薄效率。
现有环形载网与截面样品的对粘方法存在如下问题：①在截面样品上点胶过程中很难控制两边液体胶点之间的距离，如果距离过长或过短将会导致环形载网与胶接触不充分使得它们之间的结合不牢固，此外，如果点胶距离过短也会导致胶覆盖在样品减薄区域的表面影响离子减薄过程。②在截面样品上点胶过程中很难控制两边点胶量，如果点胶量过少将会导致环形载网与胶接触不充分，如果点胶量过多很难移除样品表面多余的胶。③如何在对粘过程中使截面样品与环形载网的中线精确快速地对中，并使载网一次落在截面样品的对粘胶上，如果几次对齐将导致多余的胶粘到样品表面，或者胶变干，使得载网与胶接触不充分。④在出现上述问题时，如果后续处理不当，很容易造成样品报废，严重降低制样成功率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置，从而克服现有的环形载网与截面样品的对粘方法难以控制两边胶点之间的距离和胶点的胶量以及难以准确对粘的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置，其中，包括：升降基座；升降体，其以能够升降的方式设置于所述升降基座上，且该升降体由一升降机构驱动进行升降；对粘台，其以能够拆卸的方式设置于所述升降体上，且该对粘台由一锁紧机构锁紧于所述升降体上；该对粘台上设置有一纵向分布的柱孔，所述柱孔的上部设置有一上台阶；对粘柱，其下端设置有一下台阶，该对粘柱的下部活动套设于所述柱孔内，且该对粘柱上套设有一夹设于所述下台阶和所述上台阶之间的弹簧；滑块，其以能够滑动的方式设置于所述对粘台的底部；以及挡针，其固定于所述滑块上，通过所述滑块的滑动能够把该挡针推到挡在所述柱孔的下端。
优选地，上述技术方案中，所述升降机构包括：旋转轴，其以能够转动的方式设置于所述升降基座上，该旋转轴的两端各设置有一升降旋钮；齿轮，其套设于所述旋转轴的中部；以及齿条，其沿纵向分布地设置于所述升降体上，且该齿条与所述齿轮进行啮合连接。
优选地，上述技术方案中，所述锁紧机构包括：磁铁，其固定设置于所述升降体上；以及磁铁凹槽，其凹设于所述对粘台上，该磁铁凹槽的内壁面为具有铁磁性的壁面，所述磁铁套设于该磁铁凹槽内。
优选地，上述技术方案中，所述对粘柱为一上下两端设置有开口的中空柱体。
优选地，上述技术方案中，所述滑块上设置有两个相对分布的所述挡针。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的对粘台能够拆卸，在把环形载网与研磨器上的截面样品调整到对中位置后，把对粘台从升降体拆下来后便可以在环形载网上添加合适的胶点，不会影响样品，把对粘台重新装到升降体上后便能使添加了胶点的环形载网准确地与研磨器上的截面样品粘合。本发明便于在环形载网上调整胶点的距离和胶量，且能够使带有胶点的环形载网快速精确地与研磨器上的截面样品对中和粘合，其能够减少冗余地重复粘胶对样品的污染，以提高制样成功率和工作效率。
附图说明
图1是根据本发明用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置的立体结构示意图。
图2是根据本发明的升降体安装于升降基础上的分解图。
图3是根据本发明的升降体的立体结构示意图。
图4是根据本发明的对粘柱和滑块安装于对粘台上的分解图。
图5是根据本发明的对粘台的立体结构示意图
主要附图标记说明：
1-升降基座，11-升降导轨；2-升降体，21-齿条，22-升降旋钮，23-旋转轴，24-齿轮；3-对粘台，31-柱孔，32-上台阶，33-磁铁凹槽；4-对粘柱，41下台阶，42-弹簧；5-滑块，6-研磨器，7-截面样品，8-磁铁，9-挡针。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1至图5显示了根据本发明优选实施方式的一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置的结构示意图，该用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置包括升降基座1、升降体2、对粘台3、对粘柱4、滑块5以及挡针9，参考图1，升降基座1设置于研磨器6的旁边，升降基座1为长方体状，其尺寸为100mm×100mm×150mm，可选用密度和强度较大的钢铁材料制作而成。升降体2为长方体状，其尺寸为60mm×60mm×20mm，可选用钢铁材料制作而成。升降体2以能够升降的方式设置于升降基座1上，且升降体2由一升降机构驱动进行升降。可以在升降基座1上设置一用于容纳升降体2的升降槽，升降槽内设置有升降导轨11，升降体2上设置有与升降导轨11相配合的滑槽，通过滑槽与升降导轨11的配合能够使升降体2稳定地进行直线升降。优选地，参考图1和图2，升降机构包括旋转轴23、齿轮24以及齿条21，旋转轴23的直径为5mm。旋转轴23以能够转动的方式设置于升降基座1上，旋转轴23的两端各设置有一升降旋钮22，两个升降旋钮22延伸出升降基座1之外，以方便人工操作。齿轮24套设于旋转轴23的中部，齿轮24可以为常用的齿轮通过键配合设置于旋转轴23上，也可以是齿轮24与旋转轴23是一体成型的，直接在旋转轴23的中部直接加工出齿轮24。齿条21沿纵向分布地设置于升降体2上，且齿条21与齿轮24进行啮合连接，齿条21也可以是与升降体2一体成型的，齿条21直接在升降体2上加工出来。人工通过升降旋钮22驱动齿轮24进行正反转，便可由齿轮24与齿条21的啮合传动来带动升降体2进行升降，其操作稳定且自锁性能好。
继续参考图1，对粘台3为长方体状，其尺寸为30mm×30mm×30mm，其选取铁素体钢或者马氏体钢等铁磁体材料制作而成。对粘台3以能够拆卸的方式设置于升降体2上，且对粘台3由一锁紧机构锁紧于升降体2上，对粘台3安装于升降体2上后由升降体2控制其升降。优选地，参考图3和图5，锁紧机构包括磁铁8和磁铁凹槽33，磁铁8固定设置于升降体2上，磁铁8为长方体状，其尺寸为10mm×10mm×4mm。磁铁凹槽33凹设于对粘台3上，磁铁凹槽33为尺寸与磁铁8对应的长方体槽。磁铁凹槽33的内壁面为具有铁磁性的壁面，当对粘台3由铁磁件材料制作而成时，其凹设的磁铁凹槽33的内壁面便自动具有铁磁性，而当对粘台3不是由铁磁件材料制作而成时，则需要在磁铁凹槽33内铺设铁磁性内壁面。磁铁8套设于磁铁凹槽33内，对粘台3通过磁铁凹槽33与磁铁8的配合能够在每次安装到升降体2上的位置保持一致，且在不受外力的作用时，通过强磁力的作用使对粘台3稳定地安装在升降体2上。
参考图1和图4，对粘台3上设置有一纵向分布的柱孔31，柱孔31的上部设置有一上台阶32，柱孔31的内径为4mm。对粘柱4的下端设置有一下台阶41，对粘柱41的外径为3.8mm，高度为50mm。对粘柱41的下部活动套设于柱孔31内，且对粘柱4上套设有一夹设于下台阶41和上台阶32之间的弹簧42。在弹簧42处于自然的恢复状态时，弹簧42通过下台阶41把对粘柱41的下端顶出于柱孔31的下端之外。当通过外力向上拉动对粘柱4克服弹簧42的作用力时，对粘柱4的下端能够缩入到柱孔31内。
继续参考图1和图4，滑块5以能够滑动的方式设置于对粘台3的底部，可以在对粘台3的底部设置有一滑块槽，滑块5能够沿着滑块槽进行水平滑动。挡针9固定于滑块5上，通过滑块5的滑动能够把挡针9推到挡在柱孔31的下端，滑块5和挡针9的材料采用具有一定柔韧性的不锈钢材料。当把环形载网放置到对粘柱4的下端并把对粘柱4的下端拉入到柱孔31内后，通过把挡针9推到挡在柱孔31的下端，便能把环形载网压紧在对粘柱4的下端与挡针9之间。优选地，滑块5上设置有两个相对分布的挡针9，两个挡针9之间的距离为2.8mm，从而通地两个挡针9夹在环形载网的两侧。
把本发明的用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置设置于研磨器6的旁边，并使对粘台3位于研磨器6上的截面样品7的正上方。本发明的具体使用过程为：
首先，把对粘台3从升降体2上拆下来并翻转180度倒立起来，通过滑块5把挡针9拨离柱孔31的下端，用手把对粘柱4拉入柱孔31，并用镊子把环形载网放置于对粘柱4的端部，此时，重新把挡针21向里拨至柱孔31内以完全挡住环形载网，放开对粘柱4，在弹簧42的张力作用下，环形载网便被固定在对粘柱4的端部和挡针9之间。
其次，把对粘台3重新安装到升降体2上，在光镜下调整升降体2的高度，并调整截面样品7的位置，使环形载网的中线和磨样器6上截面样品7的样品界面对中。优选地，对粘柱4为一上下两端设置有开口的中空柱体，其内孔的直径为2.8mm。对粘柱4的中空设计的目的是在光镜下易于对截面样品7和环形载网进行对中。
接着，重新升高升降体2，并再次拆下对粘台3，取少量对粘胶放置于与截面样品7相平行的环形载网的两端，这时，因把对粘台3拆下来后，环形载网不会与样品直接接触，从而可随时增加或减少胶点的胶量和调整胶点的位置，直至合适为止。其可以有效避免在截面样品7上点胶过程中出现的胶点距离控制不当及胶量不便于控制的问题。调整好后再迅速将对粘台3安装回升降体2上(这一步在本发明中比较容易实现，特别是本发明优选的是对粘台3与升降体2的连接只依靠磁力)。把对粘台3安装回升降体2后，由于光镜和截面样品7的位置没有变，对粘台3每次安装到升降体2上的位置也是一致的，环形载网与截面样品7的样品界面便仍然是自动处于对中的位置，不需要环形载网与截面样品7重新进行二次对中。从而可以直接将带有胶点的环形载网精确快速的与截面样品7的界面对中并与样品粘合，能够解决普通方法中出现的环形载网中线与样品界面不对中的问题。
最后，在光镜下降低升降体2的高度直至几乎与截面样品7相接触，再通过滑块5将挡针9拔出，挡针9离开环形载网后，在弹簧42的作用下，对粘柱41的下端把环形载网向下顶出柱孔31的下端，直至环形载网脱落与截面样品7上的样品接触，此时弹簧42产生的很小力会作用到环形载网上，使环形载网与待粘样品充分接触。由于对粘台3安装到升降台2上比较方便快速，从而可以保证截面样品对粘过程中的操作快速且简便。粘贴好后，重新升高升降体2，环形载网与截面样品7便对粘完毕。
本发明的对粘台3能够拆卸，在把环形载网与研磨器6上的截面样品7调整到对中位置后，把对粘台3从升降体2拆下来后便可以在环形载网上添加合适的胶点，不会影响样品，把对粘台3重新装到升降体2上后便能使添加了胶点的环形载网准确地与研磨器6上的截面样品7上的样品粘合。本发明便于在环形载网上调整胶点的距离和胶量，且能够使带有胶点的环形载网快速精确地与研磨器6上的截面样品对中和粘合，其能够减少冗余地重复粘胶对样品的污染，以提高制样成功率和工作效率。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (3)

1.一种用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置，其特征在于，包括：
升降基座；
升降体，其以能够升降的方式设置于所述升降基座上，且该升降体由一升降机构驱动进行升降；
对粘台，其以能够拆卸的方式设置于所述升降体上，且该对粘台由一锁紧机构锁紧于所述升降体上；该对粘台上设置有一纵向分布的柱孔，所述柱孔的上部设置有一上台阶；
对粘柱，其下端设置有一下台阶，该对粘柱的下部活动套设于所述柱孔内，且该对粘柱上套设有一夹设于所述下台阶和所述上台阶之间的弹簧；
滑块，其以能够滑动的方式设置于所述对粘台的底部；以及
挡针，其固定于所述滑块上，通过所述滑块的滑动能够把该挡针推到挡在所述柱孔的下端；
其中，所述升降机构包括：
旋转轴，其以能够转动的方式设置于所述升降基座上，该旋转轴的两端各设置有一升降旋钮；
齿轮，其套设于所述旋转轴的中部；以及
齿条，其沿纵向分布地设置于所述升降体上，且该齿条与所述齿轮进行啮合连接；
其中，所述锁紧机构包括：
磁铁，其固定设置于所述升降体上；以及
磁铁凹槽，其凹设于所述对粘台上，该磁铁凹槽的内壁面为具有铁磁性的壁面，所述磁铁套设于该磁铁凹槽内；
其中，所述环形载网设置于所述对粘柱的下端，所述对粘台位于所述截面样品的正上方。
2.根据权利要求1所述的用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置，其特征在于，所述对粘柱为一上下两端设置有开口的中空柱体。
3.根据权利要求1所述的用于透射电镜的环形载网与截面样品对粘的装置，其特征在于，所述滑块上设置有两个相对分布的所述挡针。
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