CN112147167A - 一种扫描电镜的地质样品固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫描电镜的地质样品固定装置，所述地质样品固定装置包括样品台和样品夹持结构；所述样品台的两面分别构成样品台夹层和样品台固定层；所述样品台夹层设置有样品置放结构；所述样品置放结构设置有弹性部件；所述样品夹持结构包括固定侧和夹持侧；所述固定侧用于与所述样品台夹层固定连接，在所述固定侧与所述样品台夹层固定连接时，所述弹性部件位于所述夹持侧和所述样品置放结构之间，所述弹性部件和所述夹持侧用于固定地质样品。本发明不仅可以保证扫描电镜对地质样品的扫描效果，而且可有效固定地质样品，还可以防止固定力过大而导致地质样品破碎。

Description

一种扫描电镜的地质样品固定装置

技术领域

本发明涉及地质学领域，尤其涉及一种扫描电镜的地质样品固定装置。

背景技术

扫描电子显微镜(SEM)是观测物质表面形貌的基础微束分析仪器，具有成像直观、分辨率高、景深长、立体感强、样品制备简单等特点，已成为固体地球科学、行星科学等多个学科微束分析技术的重要成员，显著提高了人们认知矿物微观结构和组成的能力。

地质工作者在野外通常用肉眼或借助放大镜观察岩石，只能确定岩石中主要的矿物成分和厘米-毫米级尺度的岩石结构、构造特征，无法获得岩石中更微观的结构特征及成分信息。因此，通常将采集到的岩石制备成薄片，利用扫描电镜来研究矿物成分、结构、性质、成因及共生关系等。现有技术中，地质薄片样品大多不导电，需提前进行导电膜的蒸镀，然后使用导电胶带直接将其粘贴在样品台上，通过对样品台在X、Y、Z轴三个方向移动，改变样品空间位置来寻找目标矿物。

由于地质样品成因复杂，通常需要对薄片某一重点区域进行多次观察和能谱分析。但现有的扫描电镜样品台没有配备定位复原装置，一旦将地质薄片从样品台上卸下来，再次实验就很难再精确复原其角度与位置，无法快速找到目标矿物及观测区域，严重延缓了实验进度。此外，当对地质薄片样品进行拼图时，由于导电胶带的变形等原因容易造成脱焦现象，致使获得的图像结果不清晰。因此，设计一款地质薄片专用样品台，无需导电胶，并且可以实现薄片的精准快速复位，可显著提高地质样品观测效率，保障高清图像的稳定输出。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种扫描电镜的地质样品固定装置。

本发明提供了一种扫描电镜的地质样品固定装置，所述地质样品固定装置包括样品台和样品夹持结构；所述样品台的两面分别构成样品台夹层和样品台固定层；所述样品台夹层设置有样品置放结构；所述样品置放结构设置有弹性部件；所述样品夹持结构包括固定侧和夹持侧；所述固定侧用于与所述样品台夹层固定连接，在所述固定侧与所述样品台夹层固定连接时，所述弹性部件位于所述夹持侧和所述样品置放结构之间，所述弹性部件和所述夹持侧用于固定地质样品。

可选的，所述固定侧和所述夹持侧构成台阶结构；所述固定侧的厚度大于或等于所述地质样品的厚度和所述弹性部件的最大弹性高度之和，并且所述固定侧的厚度小于所述地质样品的厚度和所述弹性部件的最小弹性高度之和。

可选的，所述夹持侧的长度不大于5毫米；所述夹持侧的厚度不大于2毫米，所述固定侧的厚度不大于6毫米。

可选的，所述弹性部件为弹性铜金属片；所述样品台由金属材质构成；

所述样品台固定层设置电镜固定结构，所述电镜固定结构用于将所述地质样品固定装置固定于扫描电镜上；所述电镜固定结构包括立柱支架或者燕尾槽。

可选的，每个样品置放结构设置有样品定位结构和/或样品定位标识。

可选的，所述样品台夹层设置有1个或多个样品置放结构，每个样品置放结构为方形或者圆形，每个样品置放结构对应设置1个或2个样品夹持结构，每个样品置放结构设置有2个弹性部件，样品夹持结构与对应的样品置放结构的形状匹配。

可选的，在样品置放结构为方形时，该样品置放结构的2个弹性部件分别通过一连接部件与该样品置放结构两端的样品台夹层连接，其中每个弹性部件与对应的连接部件为一体成型结构；该样品置放结构的2个弹性部件位于该样品置放结构的两端；

在样品置放结构为圆形时，该样品置放结构的2个弹性部件交叉布置，其中交叉位置通过一连接部件与该样品置放结构底面的样品台夹层连接。

可选的，在样品置放结构为方形时，每个方形的样品置放结构对应设置第一样品夹持结构和第二样品夹持结构，所述第一样品夹持结构和所述第二样品夹持结构的固定侧和夹持侧的横截面均为方形；所述第一样品夹持结构的固定侧和所述第二样品夹持结构的固定侧分别位于方形的样品置放结构的两端，或者，在方形的样品置放结构的两侧分别设置一排固定孔，两排固定孔对称设置，所述第一样品夹持结构的固定侧位于所述方形的样品置放结构的一端，所述第二样品夹持结构的固定侧用于通过与地质样品的规格匹配的两个固定孔与所述样品台夹层固定连接；

在样品置放结构为圆形时，每个圆形的样品置放结构对应设置1个圆环形的样品夹持结构，或者对应设置2个弧形的样品夹持结构。

可选的，在样品置放结构为方形时，位于该样品置放结构固定孔端的弹性部件沿着该样品置放结构的轴线方向的长度大于或等于一排固定孔的长度。

可选的，所述弹性部件包括依次连接的第一样品接触部、第一连接部、支撑部、第二连接部和第二样品接触部，所述第一样品接触部、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第二样品接触部的截面构成八字型；所述弹性结构为一体成型结构。

本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明实施例提供的扫描电镜的地质样品固定装置，通过在样品台夹层设置样品置放结构，在样品置放结构设置弹性部件，并通过样品夹持结构的固定侧将样品夹持结构固定于样品台夹层，从而在所述固定侧固定于所述样品台夹层上时，使得弹性部件位于所述夹持侧和所述样品置放结构之间，从而通过弹性部件和样品夹持结构的夹持侧固定地质样品，进而使得地质样品的正面是由样品夹持结构固定，反面使用弹性部件固定，不仅可以保证扫描电镜对地质样品的扫描效果，而且可有效固定地质样品，还可以防止固定力过大而导致地质样品破碎。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明各个实施例提供一种可选的的扫描电镜的地质样品固定装置的俯视图；

图2为图1提供的地质样品固定装置拆除样品夹持结构的俯视图；

图3为图1提供的扫描电镜的地质样品固定装置的仰视图；

图4为图1提供的扫描电镜的地质样品固定装置的电镜固定结构的示意图；

图5为本发明各个实施例提供的样品夹持结构的截面图；

图6为本发明各个实施例提供的弹性部件的弹性高度示意图；

图7为本发明各个实施例提供的弹性部件与样品夹持结构的配合图；

图8为本发明各个实施例提供的一种可选的弹性部件的俯视图；

图9为本发明各个实施例提供的另一种可选的弹性部件的侧视图；

图10为本发明各个实施例提供另一种可选的的扫描电镜的地质样品固定装置的俯视图；

图11为图10提供的地质样品固定装置拆除样品夹持结构的俯视图；

图12为本发明各个实施例提供的另一种可选的样品夹持部件的仰视图；

图13为本发明各个实施例提供又一种可选的的扫描电镜的地质样品固定装置的俯视图；

图14为图13提供的地质样品固定装置拆除样品夹持结构的俯视图；

图15为本发明各个实施例提供的一种可选的弹性部件的结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本发明实施例提供一种扫描电镜的地质样品固定装置，如图1-图15所示，所述地质样品固定装置包括样品台1和样品夹持结构2；所述样品台的两面分别构成样品台夹层和样品台固定层；所述样品台夹层设置有样品置放结构4；所述样品置放结构设置有弹性部件32；所述样品夹持结构包括固定侧22和夹持侧21；所述固定侧用于与所述样品台夹层固定连接，在所述固定侧与所述样品台夹层固定连接时，所述弹性部件位于所述夹持侧和所述样品置放结构之间，所述弹性部件和所述夹持侧用于固定地质样品。如图3所示，可以在固定侧设置具有台阶结构的通孔61/62，通过螺丝钉和通孔将样品夹持结构固定于样品台夹层，固定侧设置有缺口，该缺口对应着弹性部件的连接件31与样品台夹层的连接部，弹性部件的固定结构通过通孔63、螺丝钉与样品台夹层连接。其中，螺丝钉的端面要与样品夹持结构的平面一致或低。

其中，所述样品台固定层设置电镜固定结构5，所述电镜固定结构用于将所述地质样品固定装置固定于扫描电镜上；所述电镜固定结构包括立柱支架或者燕尾槽。其中图5所示为立柱支架。

地质样品一般为矿物样品，可以制成地质玻璃薄片或矿物薄片的形式，样品夹持结构可以是夹片。现有技术中在直接通过夹片将地质玻璃薄片固定在样品台上时，如果固定力过大，就容易使地质玻璃薄片破碎，如果固定力过小，又不能很好的将地质玻璃薄片固定于样品台上，因此本发明实施例通过在样品台夹层设置样品置放结构，并在样品置放结构设置弹性部件，并通过样品夹持结构的固定侧将样品夹持结构固定于样品台夹层，从而在所述固定侧固定于所述样品台夹层上时，使得弹性部件位于所述夹持侧和所述样品置放结构之间，从而通过弹性部件和样品夹持结构的夹持侧固定地质样品，进而使得地质样品的正面是由样品夹持结构固定，其反面使用弹性部件固定，不仅可以保证扫描电镜对地质样品的扫描效果，而且可有效固定地质样品，还可以防止固定力过大而导致地质样品破碎。

为了进一步防止固定过程中地质样品的破碎，以及保证地质样品的固定效果，在一些实施方式中，所述固定侧和所述夹持侧构成台阶结构；所述固定侧的厚度大于或等于所述地质样品的厚度和所述弹性部件的最大弹性高度之和，并且所述固定侧的厚度小于所述地质样品的厚度和所述弹性部件的最小弹性高度之和。

其中，最小弹性高度为如图6所示的弹性部件处于未被压缩的状态的高度h。最大弹性高度为弹性部件处于被压缩到最大程度状态的高度，最大弹性高度的最小值为弹性部件的厚度。如图7所示，在最上面的夹片的固定侧用于固定夹片，不直接固定地质样品，夹持侧接触地质样品上端，弹性部件的两侧接触地质样品下侧，这样设计，不会因为螺丝钉固定过程中，导致地质样品的碎裂，因为固定侧不直接接触薄片样品，只起到固定作用。其中，最小弹性高度选择5毫米，既可以将地质样品固定牢固，又可以避免地质样品破碎，同时可以达到一个很好的导电性能。

进一步，为了保证对地质样品的扫描效果，所述夹持侧的长度a不大于5毫米；所述夹持侧的厚度b不大于2毫米，所述固定侧的厚度c不大于6毫米。夹持侧的长度不大于3毫米不仅可以有效夹住地质样品，优选长度a为2毫米，厚度b为1毫米或2毫米，厚度c为5毫米，从而有效保证了地质样品的扫描观测面积，夹持侧的厚度b不大于2毫米、固定侧的厚度c不大于6毫米有效保证的地质样品的扫描观测效果。

现有技术中，扫描电镜自带的样品台，以往都是直接将地质样品采用导电胶带固定在其自带的样品台上，并用导电胶带将玻璃薄片表面与自带的样品台连成通路，避免实验出现荷电。在本发明实施例中，所述弹性部件为弹性铜金属片；所述样品台由金属材质构成。也就是说，除弹性部件采用铜材质，其他可采用铝、不锈钢等金属材质，均导电，从而只需将蒸镀完导电膜的地质样品固定，而不需要采用导电胶来固定和连通。

在一些实施方式中，所述样品台夹层设置有1个或多个样品置放结构；每个样品置放结构为方形或者圆形；每个样品置放结构对应设置1个或2个样品夹持结构，每个样品置放结构设置有2个弹性部件32，样品夹持结构与对应的样品置放结构的形状匹配。其中，样品置放结构的形状多样性可以保证固定各种形状的地质样品。如图1所示，方形的样品置放结构对应着固定侧和夹持侧的横截面均为方形的样品夹持结构，如图12所示，圆形的样品置放结构对应着环形的样品夹持结构。

可选的，长方形的样品置放结构的长不大于6厘米，优选5厘米，宽不大于4厘米，优选3厘米；圆形的样品置放结构的直径不大于3厘米，优选2.5厘米。可选地，样品台夹层设置2个方形的样品置放结构，或者设置4个圆形的样品置放结构。

在一些实施方式中，在样品置放结构为方形时，该样品置放结构的2个弹性部件分别通过一连接部件31与该样品置放结构两端的样品台夹层连接，其中如图8所示，每个弹性部件与对应的连接部件31为一体成型结构；该样品置放结构的2个弹性部件位于该样品置放结构的两端；

在样品置放结构为圆形时，该样品置放结构的2个弹性部件交叉布置，如图9、图10、图11所示，其中交叉位置通过一连接部件31与该样品置放结构底面的样品台夹层连接，该连接部件31可以是螺钉等。

可选地，在样品置放结构为方形时，每个方形的样品置放结构对应设置第一样品夹持结构和第二样品夹持结构，所述第一样品夹持结构和所述第二样品夹持结构的固定侧和夹持侧的横截面均为方形；如图1所示，第一样品夹持结构和第二样品夹持结构相同，所述第一样品夹持结构的固定侧和所述第二样品夹持结构的固定侧分别位于方形的样品置放结构的两端，或者，如图13在方形的样品置放结构的两侧分别设置一排固定孔7，两排固定孔7对称设置，所述第一样品夹持结构21的固定侧位于所述方形的样品置放结构的一端，所述第二样品夹持结构22的固定侧用于通过与地质样品的规格匹配的两个固定孔与所述样品台夹层固定连接；每排固定孔的数量不少于3个，通过固定孔可以使地质样品固定装置适应各种规格的地质样品。

在样品置放结构为圆形时，每个圆形的样品置放结构对应设置1个圆环形的样品夹持结构，或者对应设置2个弧形的样品夹持结构。

可选的，在样品置放结构为方形时，位于该样品置放结构固定孔端的弹性部件326沿着该样品置放结构的轴线方向的长度大于或等于一排固定孔的长度；可选的，该样品置放结构固定孔端的弹性部件326的长度大于另外一端的弹性部件327的长度，弹性部件326和弹性部件327分别通过连接部件311和连接部件312与样品台夹层连接。

在一些实施方式中，所述弹性部件包括依次连接的第一样品接触部321、第一连接部322、支撑部323、第二连接部324和第二样品接触部325，所述第一样品接触部、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第二样品接触部的截面构成八字型；所述弹性结构为一体成型结构。

由于地质样品加工厂家、人员不同，导致地质样品玻璃薄片长、宽及厚度存在一定误差，因此在一些实施方式中，每个样品置放结构设置有样品定位结构和/或样品定位标识，从而在需要对某一重点区域进行多次观察和能谱分析的过程中，在将地质样品卸下来后，再次实验时可以精确复原其角度与位置，从而快速找到目标矿物及观测区域，有效提高实验进度，无需通过对扫描电镜本身的样品台在X、Y、Z轴方向移动，无需改变地质样品的空间位置来寻找目标地质样品，进而可以很快复原其位置进行扫描电镜分析，有效提高地质样品观测效率。

例如，可以将方形样品置放结构的一个角部作为定位结构，从而只需要每次将地质样品放到样品台上时，将地质样品其中一角与定位结构对齐，下面为弹簧部件。

再如，可以在每个样品置放结构中设置标度尺，将所述标度尺作为样品定位标识，通过标度尺快速将地质样品固定于同一个位置。

本发明实施例中通过样品定位结构和/或样品定位标识可以将不同规格的地质样品，在多次扫描过程中可以重复、高效的放置于同一个扫描位置，在固定地质样品的过程中，通过将上部的夹片螺丝拧紧，即可将地质样品固定在扫描电镜的地质样品固定装置上，由于下面使用具有弹性的铜质弹性部件，不会因为拧螺丝用劲过大导致玻璃薄片碎掉，上部夹片就可以使同一薄片的地质样品在样品台上复原。并可以通过电镜固定结构，将扫描电镜的地质样品固定装置放置扫描电镜的固定位置。

本发明实施例提供的地质样品固定装置，可以无需导电胶，并且可以很快复原多次扫描中的地质样品位置，有效提高地质样品观测效率。

本发明实施例提供的地质样品固定装置，不仅可以保证扫描电镜对地质样品的扫描效果，而且可有效固定地质样品，还可以防止固定力过大而导致地质样品破碎。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种扫描电镜的地质样品固定装置，其特征在于，所述地质样品固定装置包括样品台和样品夹持结构；所述样品台的两面分别构成样品台夹层和样品台固定层；所述样品台夹层设置有样品置放结构；所述样品置放结构设置有弹性部件；所述样品夹持结构包括固定侧和夹持侧；所述固定侧用于与所述样品台夹层固定连接，在所述固定侧与所述样品台夹层固定连接时，所述弹性部件位于所述夹持侧和所述样品置放结构之间，所述弹性部件和所述夹持侧用于固定地质样品。

2.根据权利要求1所述的地质样品固定装置，其特征在于，所述固定侧和所述夹持侧构成台阶结构；所述固定侧的厚度大于或等于所述地质样品的厚度和所述弹性部件的最大弹性高度之和，并且所述固定侧的厚度小于所述地质样品的厚度和所述弹性部件的最小弹性高度之和。

3.根据权利要求2所述的地质样品固定装置，其特征在于，所述夹持侧的长度不大于5毫米；所述夹持侧的厚度不大于2毫米，所述固定侧的厚度不大于6毫米。

4.根据权利要求1所述的地质样品固定装置，其特征在于，所述弹性部件为弹性铜金属片；所述样品台由金属材质构成；

所述样品台固定层设置电镜固定结构，所述电镜固定结构用于将所述地质样品固定装置固定于扫描电镜上；所述电镜固定结构包括立柱支架或者燕尾槽。

5.根据权利要求1所述的地质样品固定装置，其特征在于，每个样品置放结构设置有样品定位结构和/或样品定位标识。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的地质样品固定装置，其特征在于，所述样品台夹层设置有1个或多个样品置放结构，每个样品置放结构为方形或者圆形，每个样品置放结构对应设置1个或2个样品夹持结构，每个样品置放结构设置有2个弹性部件，样品夹持结构与对应的样品置放结构的形状匹配。

7.根据权利要求6所述的地质样品固定装置，其特征在于，在样品置放结构为方形时，该样品置放结构的2个弹性部件分别通过一连接部件与该样品置放结构两端的样品台夹层连接，其中每个弹性部件与对应的连接部件为一体成型结构；该样品置放结构的2个弹性部件位于该样品置放结构的两端；

在样品置放结构为圆形时，该样品置放结构的2个弹性部件交叉布置，其中交叉位置通过一连接部件与该样品置放结构底面的样品台夹层连接。

8.根据权利要求7所述的地质样品固定装置，其特征在于，在样品置放结构为方形时，每个方形的样品置放结构对应设置第一样品夹持结构和第二样品夹持结构，所述第一样品夹持结构和所述第二样品夹持结构的固定侧和夹持侧的横截面均为方形；所述第一样品夹持结构的固定侧和所述第二样品夹持结构的固定侧分别位于方形的样品置放结构的两端，或者，在方形的样品置放结构的两侧分别设置一排固定孔，两排固定孔对称设置，所述第一样品夹持结构的固定侧位于所述方形的样品置放结构的一端，所述第二样品夹持结构的固定侧用于通过与地质样品的规格匹配的两个固定孔与所述样品台夹层固定连接；

在样品置放结构为圆形时，每个圆形的样品置放结构对应设置1个圆环形的样品夹持结构，或者对应设置2个弧形的样品夹持结构。

9.根据权利要求8所述的地质样品固定装置，其特征在于，在样品置放结构为方形时，位于该样品置放结构固定孔端的弹性部件沿着该样品置放结构的轴线方向的长度大于或等于一排固定孔的长度。

10.根据权利要求6所述的地质样品固定装置，其特征在于，所述弹性部件包括依次连接的第一样品接触部、第一连接部、支撑部、第二连接部和第二样品接触部，所述第一样品接触部、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第二样品接触部的截面构成八字型；所述弹性结构为一体成型结构。

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