CN116140642A - 真空兼容的x射线屏蔽罩 - Google Patents

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Abstract

公开用于在超高真空外壳内设置X射线屏蔽罩的方法及设备。制造壳体，对其进行泄漏测试，将其填充有X射线屏蔽材料，且对其进行密封。细长的扭曲的X射线屏蔽罩可部署在电子显微镜或类似设备的泵出通道内。所述屏蔽罩可在不锈钢壳体内并有铅，且在所述壳体外部具有任选的低Z包层。公开了其它变化。

Description

真空兼容的X射线屏蔽罩
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年11月23日提交的且名为“真空兼容的X射线屏蔽罩(VacuumCompatible X-Ray Shield)”的美国申请第17/533,610号的优先权。
技术领域
本公开涉及X射线屏蔽罩。
背景技术
广泛的应用中需要X射线屏蔽罩，包含电子显微镜及其它系统，其中高能量粒子束入射到物质上，产生X射线。出于几何形状的原因，靠近X射线产生部位定位的X射线屏蔽罩相比于放置更远的屏蔽罩需要更少屏蔽材料。然而，产生X射线的系统通常在超高真空(UHV)下操作，而一些常见的屏蔽材料与超高真空不兼容。因此，仍需要使得能够在超高真空内利用紧凑型X射线屏蔽罩的改进的科技。
发明内容
简单来说，所公开科技的实例在可部署在超高真空环境内的独立真空密闭外壳内部提供X射线屏蔽材料。
在第一方面中，所公开科技可实施为制造X射线屏蔽罩的方法。制造限定腔室且具有一个或多个端口的壳体。所述壳体经过测试以验证所述壳体是否没有泄漏。所测试壳体填充有X射线屏蔽材料。所填充壳体的所述一个或多个端口被密封。
在一些实例中，可通过增材制造过程来制造所述壳体，所述增材制造过程可并有以下各项中的一个或多个：直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)，或粘合剂喷射(BJ)。在不同实例中，所述壳体可为刚性的；可并有不锈钢；和/或可具有在0.1mm到1.0mm范围内的中间壁厚度。所述刚性壳体可并有具有第一平均原子序数Z1的材料，且所述方法可包含用具有小于Z1的平均原子序数Z2的另一种材料来包覆所述刚性壳体。
在额外实例中，所述X射线屏蔽材料可并有金属，且填充操作可包含将处于熔融状态中的金属引入到腔室中。所述X射线屏蔽材料可并有载有金属颗粒的树脂。所述一个或多个端口可包含用于在填充操作期间将X射线屏蔽材料引入到腔室中的第一端口和用于在填充操作期间从腔室释放所排出流体的第二端口。
在其它实例中，所述密封可包含将相应的盖熔接到一个或多个端口中的每一个上。在涵盖测试的持续时间内，所述壳体可暂时与所述壳体周围的环境隔离。所述测试可具有小于或等于10-7mbar·l/s的泄漏速率阈值。
在其它实例中，所公开的科技可实施为减少来自容纳于真空外壳中的电子显微镜的X射线发射的方法。X射线屏蔽罩可通过以上方法或变化中的任一个来制造。X射线屏蔽罩可固定在真空外壳的内部体积内。X射线屏蔽罩可固定在电子显微镜的泵联接器内，且可被定向以便阻挡通过泵联接器的入口孔隙、平行于泵联接器的纵向轴线发射的至少80％的X射线。
在第二方面中，所公开的科技可实施为具有真空外壳和定位在真空外壳内的X射线屏蔽罩的设备。所述X射线屏蔽罩包含装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶。
在一些实例中，所述设备可为具有柱轴线的电子显微镜，且可进一步包含泵联接器。所述X射线屏蔽罩可定位在泵联接器内且被定向以便阻挡从真空外壳内的X射线产生部位、通过泵联接器的入口孔隙发射的至少80％的X射线。与没有X射线屏蔽罩时相比，泵联接器的真空流导由于X射线屏蔽罩降低不超过20％。
所述反向真空瓶可并有不锈钢。所述不锈钢可包覆有具有小于或等于14的平均原子序数的材料。X射线屏蔽罩可形成为包含扭曲的细长构件。X射线屏蔽材料可并有至少50重量％的铅。真空容器内的压力可保持低于10-9mbar。
在另一方面中，所公开的科技可实施为一种方法，其中装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶放置在电子显微镜的真空外壳内部，且所述真空外壳被泵抽到低于10-9mbar的压力。
在一些实例中，真空容器可并有泵联接器，且所述放置可包含将反向真空瓶固定在泵联接器内。
从参考附图进行的以下详细描述中将更显而易见本发明的以上和其它目标、特征和优点。
附图说明
图1A到1B是适于部署所公开的科技的电子显微镜的一部分的截面视图。
图2是具有常规地部署在真空外壳外部的X射线屏蔽的设备的截面视图。
图3是具有部署在真空外壳内部的根据所公开的科技的第一实例的X射线屏蔽罩的设备的截面视图。
图4是具有部署在真空外壳内部的根据所公开的科技的第二实例的X射线屏蔽罩的设备的截面视图。
图5是根据所公开的科技的第一实例方法的流程图。
图6A到6D是根据所公开的科技的第一实例X射线屏蔽罩的视图。
图7是根据所公开的科技的第二实例方法的流程图。
图8是并有根据所公开的科技的X射线屏蔽罩的设备的框图。
图9是根据所公开的科技的第三实例方法的流程图。
图10A到10B是根据所公开的科技的第二实例X射线屏蔽罩的视图。
图11是根据所公开的科技的第三实例X射线屏蔽罩的视图。
图12A到12C是根据所公开的科技的第四实例X射线屏蔽罩的视图。
图13是根据所公开的科技的第五实例X射线屏蔽罩的视图。
图14A到14D是根据所公开的科技的第六实例X射线屏蔽罩的视图。
图15说明合适的计算环境的一般化实例，其中可实施关于所公开非线性光学装置的所描述实施例、技术及科技。
具体实施方式
引言
出于人员安全的原因，通常在X射线产生设备周围使用X射线屏蔽。X射线可在电子显微镜(例如，TEM及SEM)、聚焦离子束机器、其它分析设备(例如，执行电子散射、X射线衍射或类似技术)或其中高能量粒子束撞击在材料上的其它设备内产生。
在电子显微镜中，可通过精心的设计来控制或最小化由于杂散电子撞击显微镜柱的孔隙板或壁而导致的X射线产生。然而，电子束入射在样品上是电子显微镜操作的基本方面，且不能被去除。此外，电子显微镜通常使用超过60keV的光束电压，且产生的所得X射线可为显著的。类似的考虑适用于其它粒子束设备。
因此，样品腔室的中心表示显著X射线产生部位，样品通常放置在所述中心中以用于通过电子显微镜进行成像。电子显微镜的样品腔室可能会拥挤，尤其在穿透式电子显微镜(TEM)的状况下。在一些方向上，样品腔室外部的位置可尽可能靠近放置X射线屏蔽罩的实际位置，且可在无需考虑真空兼容性的情况下部署此屏蔽罩。然而，样品腔室(及整个电子束通道)可维持在超高真空下，出于所述目的，被称为联接器的管区段可将样品腔室连接到真空泵。为了最大化真空流导，所述联接器可具有宽的横截面，并且通常不会阻碍气流。因此，所述联接器还可为X射线提供清晰的离开路径。由于真空泵和联接器的尺寸，设置在联接器外部的X射线屏蔽罩可为庞大且笨重的，且可能需要在联接器内部或在联接器与样品腔室的中心处的X射线产生部位之间设置X射线屏蔽罩。
在不锈钢屏蔽罩的状况下，此内部X射线屏蔽罩定位可能简单明了(考虑到降低的真空流导)。然而，不锈钢针对X射线具有相对较低的阻止能力。在典型的电子束条件及屏蔽罩对X射线衰减的典型要求下，屏蔽所需的不锈钢的厚度可以是约20cm。具有较低原子序数的铝可能需要更大的厚度—约40cm。
另一方面，铅具有出色的阻止能力，且可通过仅仅1.5cm厚度来提供充分的屏蔽。但铅容易释气，且暴露的铅表面在UHV系统内可能不合需要。又另外，施加到铅结构的真空可兼容涂层(通常为金属涂层)可能容易出现缺陷。也就是说，可能难以在铅上实现无缺陷的密封涂层。又另外，可能难以测试所涂布结构是否事实上无泄漏。
所公开的科技通过对中空壳体进行泄漏测试且接着用X射线屏蔽材料填充来解决这些问题。所得X射线屏蔽罩可部署在超高真空系统内任何合适的位置处。仅壳体材料(其可为不锈钢或低Z真空可兼容材料，诸如铝)暴露于真空，且可确保屏蔽罩的密封性。因此，不锈钢和铅的相应的优点可有利地组合，且紧凑型X射线屏蔽罩可部署在泵联接器内或部署在UHV外壳内的任何其它可用的位置处。
出于通过泵联接器维持真空流导的原因，可使用诸如细长的扭曲结构的复杂形状。可使用增材机械加工方便地制造此类形状的壳体，但此并非必需的。举例来说，除了增材制造之外或替代增材制造，还可通过形成金属薄板、挤压或铸造来制造壳体的区段且将所述区段熔接在一起。
以下部分提供可受益于所公开的科技的代表性TEM的简要说明。
实例电子显微镜
图1A到1B是电子显微镜的一部分的截面视图101到102，且提供例如本文中所描述的所公开的科技的上下文。出于说明的目的，图1A到1B描绘常见的TEM配置，然而，所公开的科技可类似地应用于其它设备。
图1A是贯穿柱轴线105的竖直截面。样品腔室110可位于聚光器电子光学件122与物镜电子光学件128之间。光学件122、128和样品腔室110限定电子显微镜的电子柱的一部分，在所述部分内，电子束可被引导通过通道125。
磁极片124、126在其间形成磁场。在正常操作中，样品可沿着柱轴线105被固持在磁极片124、126之间的中间位置。电子束在样品上的入射可导致产生X射线。因此，椭圆形115表示X射线产生部位。
包含样品腔室110的电子柱的内部可在操作期间维持在超高真空下。因此，真空泵140可通过泵联接器130接合到样品腔室110，所述泵联接器具有入口孔隙132和出口孔隙134。电子显微镜的真空外壳包括样品腔室110的壁的全部或部分、联接器130、泵140的一部分，和沿着电子通道125的高于或低于样品腔室110的额外组件。包含样品腔室110和X射线产生部位115的真空外壳的内部空间可处于超高真空下，而外部环境103可为一个大气压下的室内环境。
图1B是贯穿样品腔室110的中平面的水平截面，其展示具有对称轴112、114和八个端口的常见八边形配置。在一些实例中，两个相对的端口181、185可用于样品装载器和样品操控器，而其它端口182到184、186到187可以不同方式用于冷指、仪器访问或辅助工具；或可以不使用。在正常操作中，端口181到187中的每一个可提供与相关联的设备的真空密封连接，或可简单地密封关闭。样品腔室110的通道180可在入口孔隙132处联接到泵联接器130。为了说明的清楚起见，凸缘、垫圈或其它联接细节从图1A到1B省略。对称轴112、114的相交点可位于柱轴线105上。
术语
术语“增材制造”(有时称为“3-D打印”)是指用于使用逐层材料沉积来制造物体的过程，其中物体形状由材料的计算机导引的沉积而非预先成型的模具限定。也就是说，增材制造在不使用模具的情况下制造形状，但衬底可用作在其上沉积额外材料的基底。
术语“原子序数”(Z)是指元素物质的一个原子核中的质子数。对于多种元素的组合物(例如，一种材料穿插有另一种材料或穿插在另一种材料内的合金、化合物、混合物或复合物)，“平均原子序数”Zavg可被定义为：
Figure BDA0003952673620000051
其中下标i表示组合物中的具有原子序数Zi的相应的元素，且fi是组合物中属于元素i的原子的质子的分数。也就是说，∑ifi＝1.k及1/k是正指数；k＝1表示简单的平均原子序数，而k＝2.94表示Khan平均原子序数，有时被称为“有效原子序数”。对于元素物质，平均原子序数简单地为所述元素的原子序数。虽然原子序数是整数，但平均原子序数无需为整数。低Z材料具有小于、等于14的平均原子序数。在一些实例中，铝(Z＝13)可用作X射线屏蔽罩的壳体上的低Z包层。高Z材料具有大于或等于50的平均原子序数。
在X射线或X射线屏蔽的上下文中，术语“阻挡”是指X射线与X射线屏蔽罩相互作用，从而产生吸收或非弹性散射。非弹性散射是借以产生一个或多个光子且原始X射线消失的过程，每一光子相比于入射X射线具有更低的能量。不相互作用的入射X射线可据称“穿过”屏蔽罩。穿过可包含弹性散射。术语“阻挡”可取决于设备的正常操作。为了说明，给定X射线屏蔽罩可阻挡由10keV电子束产生的99％的X射线(同时另外的1％穿过)、由100keV射束产生的90％的X射线(同时另外的10％穿过)，或由1MeV光束产生的50％的X射线(同时另外的50％穿过)。
术语“瓶”是指可密封容器，其具有将所述容器的内部联接到其外部的至少一个端口。当至少一个端口封闭时，瓶仍然是瓶。“真空瓶”是可被抽空(例如，通过端口)以在瓶的内部中保持真空的瓶，其中离散物体任选地位于真空中。“反向真空瓶”是可容纳从真空外部密封到瓶的材料的瓶。瓶可具有广泛形状中的任一个，且不限于是圆柱形的形状或具有通向端口的狭窄颈部的形状。本文中一些所关注的瓶可具有扭曲的或螺旋形形状，其具有一个、两个或更多个端口。
术语“腔室”是指外壳内部的空间或体积。一个或多个端口的存在并不妨碍外壳限定腔室。“样品腔室”是通常在电子显微镜或其它分析设备内的腔室，在正常操作下，可将样品放置在所述腔室中以用于分析。
“电子显微镜”是一种类型的分析装备，其中样品被电子束照射，并且所得粒子或电磁辐射用于形成图像。扫描电子显微镜(SEM)基于来自电子束入射的样品表面的反射、二次或背散射粒子或辐射对样品表面进行成像。因为SEM检测到的射束相互作用发生在此表面处或附近，所以SEM可以对任意厚度的样品进行操作。相比之下，穿透式电子显微镜(TEM)基于透射电子(包含散射电子)对样品表面进行成像。TEM对厚度约10nm到150nm的样品进行操作，所述样品可安装在用于机械支撑和热传导的网格上；继而，网格可以被固持在样品固持器中。TEM可提供高达且超过5000万的放大率，而SEM的放大率通常限于约200万。在本公开中，执行透射电子的成像的扫描穿透式电子显微镜(STEM)被认为是TEM。电子显微镜中的电子束可在电子枪中产生，且朝向样品腔室经加速、聚焦或操控通过一系列级。通常，电子枪、中间级、样品腔室和下游成像级可被布置为称作“电子显微镜柱”或简称“柱”的柱状结构。所述柱的纵向轴线被称作“柱轴线”。
术语“外壳”是指限定内部空间(例如，腔室)的结构。虽然本文中所描述的一些外壳是密封的，但是这并非必需的，且其它外壳可具有一个或多个端口，从而允许物质在内部空间与外部空间之间自由移动。确切地说，一些所描述外壳可具有起初是敞开的但接着暂时是封闭的(例如，用于泄漏测试)或永久地封闭的(例如，在外壳投入使用之前)的端口。
应用于腔室(或壳体)的术语“填充”应理解成意味着至少50体积％的腔室(壳体的内部空间)被例如X射线屏蔽材料的填充材料占据。
术语“流体”是指处于液相或气相之物质，其可呈现周围外壳的形状。流体可为均质的或非均质的。
术语“隔离”在外壳的上下文中是指两个空间缺少连接所述两个空间的清晰路径。不具有敞开的端口的外壳可用以隔离其内部体积与外部空间。外壳中存在泄漏不妨碍空间被隔离。
术语“泄漏”作为名词是指穿过外壳的壁的非既定路径。作为动词，所述术语是指穿过泄漏点的动作。穿过壁的路径在其泄漏速率是在10-3mbar·l/s与预定的泄漏速率阈值(例如，10-12mbar·l/s)之间的情况下可被视为泄漏。
术语“泄漏速率”是指材料在给定压力差下穿过表面的速率，且通常以类似于毫巴升/秒(缩写为mbar·l/s)的单位来测量。空气可以约10-2mbar·l/s横跨一个大气压差穿过薄壁中的10μm直径的孔。对于在25℃下具有1000mbar(一个大气压)压力差的氦气，用于超高真空系统的本文中所关注的泄漏速率可在10-3mbar·l/s到10-12mbar·l/s范围内。
术语“端口”是指外壳中的肉眼可见的开口。通常，端口可具有在0.1mm到10cm、有时1mm到1cm范围内的横向空间范围，但这并非必需的。端口可为圆形的，但这并非必需的，且还可使用具有正方形、椭圆形、细长槽形状或其它形状的端口。“泵送端口”是联接到真空泵的真空外壳的端口。
术语“泵联接器”是指将真空外壳的主要腔室联接到真空泵的真空外壳的区段。泵送端口与真空外壳内的主要腔室之间的界面区被称为泵联接器的“入口孔隙”。泵联接器与真空泵之间的界面可以是真空外壳的泵送端口，有时被称为泵联接器的“出口孔隙”。也就是说，通过真空泵从主要腔室提取的流体原子或分子可通过入口孔隙从主要腔室进入到泵联接器中，且随之通过出口孔隙进入到真空泵中。
术语“树脂”是指粘性流体。树脂在其充当容纳例如X射线屏蔽材料的颗粒的悬浮颗粒的介质时被称为“载有”。一些树脂可以是环氧树脂或其它固化成刚性固体的可固化树脂，但这并非必需的。其它树脂可持续地保持其粘性流体属性。
术语“刚性”是指外壳或其它固体物体在正常使用下具有确定的形状。为了说明，玻璃瓶是刚性的，而普通的塑料袋并非刚性的。由于振动、热膨胀、外壳的内部与外部之间的压力差的改变或类似效应引起的微小的形状变形并不妨碍物体被认为是刚性的。
术语“密封”作为动词是指封闭外壳的端口的动作。所述端口可例如通过将盖熔接在端口上而封闭。当外壳的所有端口被密封时，外壳的内部体积可与外部空间隔离。
术语“壳体”是指薄壁外壳。壳体可以是刚性的，但这并非必需的。波纹管结构，无论是由不锈钢还是另一种材料制成，都可以是柔性壳体。所公开的实例的一些壳体的壁厚度可在30μm到3mm、100μm到1mm或约0.3mm范围内。壁厚度在壳体的不同部分之间可不同。为了说明，中间厚度为0.3mm的壳体可具有约1mm厚的基底区段和约3mm厚的凸缘区段。
术语“真空”是指流体压力低于10–3mbar的腔室条件。“超高真空”(UHV)是指低于10-9mbar的压力。1mbar为约102Pa、102N/m2或0.75托。
术语“真空流导”是指真空中的两个平面之间的质量流量除以所述平面之间的压力差的比率。为了说明，两个平面可以是泵联接器的入口孔隙及出口孔隙。在分子流的条件下，穿过泵联接器的质量流量可与入口孔隙与出口孔隙之间的压力差成比例。通常，物体(例如，X射线屏蔽罩)在泵联接器内的存在、弯曲、泵联接器的横截面中的不均匀性或表面粗糙度可使得泵联接器的真空流导低于相同或类似尺寸的直滑孔空泵联接器。
术语“真空外壳”是指被配置成将外壳内部的真空与不在真空下的环境隔离的结构。在一些实例中，环境可以是空气，但这并非必需的且可使用其它气体或液体环境。替代地，真空外壳外部的环境可以是压力高于外壳内部的真空。真空外壳可由一个或多个壳体、其它结构、端口或垫圈以任何组合的混合形成。
术语“真空泵”是指一种设备，其可用于从其联接到的真空外壳的内部空间提取流体原子或分子。UHV系统中所见到的真空泵可包含涡轮分子泵、低温泵、离子泵或吸气器，其可由机械泵、扩散泵或其它类型的粗抽泵来辅助。
术语“熔接”是指用于接合两个固体物体的过程，其中两个物体的材料在靠近接合部处被暂时加热或液化。对于金属物体，加热可伴随着液化，例如，运用熔接炬，或可在不液化的情况下执行加热，例如，运用超音波熔接中的声能。对于非金属，例如聚合物，可运用声能或运用溶剂来执行加热或液化。一些常见的熔接过程，例如钨惰性气体(TIG)金属惰性气体(MIG)熔接可使用填料材料。其它熔接过程，例如激光熔接或超音波熔接，可省去填料材料。
术语“在...内”意味着完全容纳在内部。因此，创新的X射线屏蔽罩可部署在真空外壳内，且可从真空外壳去除。在去除X射线屏蔽罩之后，真空外壳可被重新密封且抽空，完好无损且无论是否具有X射线屏蔽罩的配置均相同。
术语“X射线”是指具有在约10pm到10nm范围内的波长或在约100eV到100keV范围内的光子能量的电磁辐射。X射线通常是通过高能量粒子束与静止材料的相互作用而产生，但这并非必需的。X射线还可通过较高能量光子(例如，伽马射线或其它X射线)与物质的相互作用或通过放射性衰变而产生。在一些所公开的实例中，X射线可出现在电子显微镜内，例如出现在电子束入射到样品上的部位处。X射线还可通过聚焦离子束入射在样品上而产生。
术语“X射线产生部位”是指设备中在所述设备的正常操作下预期产生X射线的位置。举例来说，电子显微镜内的样品台或样品腔室可以是X射线产生部位。限定电子束穿过的孔隙的板或块也可以是X射线产生部位。因此，当所述设备断开时或当不存在样品时，X射线产生部位存在于所述设备内。
术语“X射线屏蔽罩”(或简称为“屏蔽罩”)是指并有X射线屏蔽材料且被配置成阻挡一些X射线的装置。所阻挡的X射线可在与X射线屏蔽罩相关联的设备的正常操作期间产生。
术语“X射线屏蔽材料”是指平均原子序数至少为30或在30到100范围内的材料。本公开中所关注的一些X射线屏蔽材料包含铅(原子序数Z＝82)、钨(Z＝74)或锡(Z＝50)。还可使用锑(Z＝51)、钽(Z＝73)、铋(Z＝83)或贫铀(Z＝92)。例如不锈钢(Zavg＝29)或铝(Z＝13)的常见结构材料在本文中并不被视为X射线屏蔽材料。
实例X射线屏蔽罩部署
图2是说明在真空外壳外部部署的X射线屏蔽的截面视图200。图2描绘大体上类似于图1A的电子显微镜的代表性电子显微镜。在类似于在图1A到1B的上下文中描述的配置的配置中，X射线产生部位215沿着柱轴线205且在样品外壳210内定位，所述样品外壳经由泵联接器230联接到泵240。所说明设备包含电子光学件222、228和磁极片224、226，这也类似于图1A的设备。
在图2中，X射线屏蔽罩250以常规的配置设置在真空外壳外部(203)。因为屏蔽罩250不在内部真空空间内，所以不需要提供真空兼容性。然而，屏蔽罩250环绕泵联接器230且大于所述泵联接器，且屏蔽罩250的质量可能相当大。
图3是具有部署在真空外壳内部的X射线屏蔽罩的设备的截面视图300。确切地说，创新的X射线屏蔽罩350可放置在真空外壳内，例如，放置在样品腔室310内且接近X射线产生部位315。图3中的其它组件，包含沿着具有轴线305的电子柱的组件322、324、326、328，以及泵送端口组件联接器330及泵340，大体上类似于在图1A的上下文中描述的类似地编号的组件，且不再进一步描述。
图4是具有部署在真空外壳内部的另一X射线屏蔽罩的设备的截面视图400。确切地说，创新的X射线屏蔽罩450可放置在真空外壳内，例如，放置在泵联接器430内。图4中的其它组件，包含沿着具有轴线405的电子柱的组件410、422、424、426、428，以及泵440，大体上类似于在图1A的上下文中描述的类似编号的组件，且不再进一步描述。
可实施所公开的方法的许多变化和扩展。在一些实例中，X射线屏蔽罩可部分地放置在样品腔室310内且部分地放置在泵联接器330内，即，跨越入口孔隙332。在其它实例中，多个X射线屏蔽罩可部署在真空外壳内，以不同方式安置于样品腔室310、泵联接器330与之间，或接近其它端口(例如，类似于图1B的181到187)。在其它实例中，X射线屏蔽罩的组合可部署在真空外壳内部(类似于350或450)和真空外壳外部(类似于250)。针对创新的X射线屏蔽罩350、450描绘的形状仅仅是示例性的，且创新的X射线屏蔽罩可以广泛形状或大小来制造以适应给定应用的几何或功能性约束。
第一实例方法
图5是用于制造X射线屏蔽罩的第一实例方法的流程图500。在此方法中，制造壳体，对其进行泄漏测试，对其进行填充且密封，以获得适于部署在超高真空外壳内的X射线屏蔽罩。
在过程块510处，可制造壳体。所述壳体可限定腔室且可具有一个或多个端口。在块520处，所述壳体可被测试以验证所述壳体是否没有泄漏。接着，在块530处，可用X射线屏蔽材料填充所测试壳体，且在块540处，可对所述壳体的端口进行密封。
可实施所公开的方法的许多变化和扩展。块510处的制造可通过增材制造执行，且可包含直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)或粘合剂喷射(BJ)中的一个或多个。
所述壳体可以是刚性的。所述壳体材料可包含不锈钢。所述壳体可具有约0.3mm或在0.05mm到2.0mm或0.1mm到1.0mm范围内的中间壁厚度。
在泄漏测试之前，所述壳体内部的腔室可暂时与所述壳体外部的环境隔离。举例来说，一个端口可用盖密封，且另一端口可联接到氦气泄漏检测器。可在泄漏测试520的持续时间内维持临时隔离，且随后可撤消临时隔离，使得所述端口可用于在过程块530处填充壳体。
可根据预定的泄漏速率阈值来执行泄漏测试520，这意味着高于阈值的所测量泄漏速率导致未通过测试，而低于阈值的所测量泄漏速率使得通过测试。预定的泄漏速率阈值可以是氦气泄漏检测器的极限灵敏度，或可以是高于极限灵敏度的另一泄漏速率值。为了说明，泄漏检测器可具有10-9mbar·l/s的灵敏度，且预定阈值可以是10-7mbar·l/s。接着，具有10-8mbar·l/s的所检测泄漏速率的壳体可通过泄漏测试，且可被视为没有泄漏。作为另一说明，预定阈值可以等于即时的泄漏检测器的灵敏度，使得任何所检测到的泄漏使得壳体不通过泄漏测试，且需要不存在任何可检测到的泄漏才能通过泄漏测试。
在一些实例中，第一端口可在填充530期间使用以将X射线屏蔽材料引入到腔室中，而第二端口可用于释放在腔室被填充时从腔室排出的预先存在的流体(例如，空气)。在其它实例中，第二端口可连接到泵以在填充之前抽空腔室，以避免截留气穴且确保无空隙的X射线屏蔽罩。在其它实例中，多于一个端口可用于填充功能或释放功能。又另外，可使用单个端口执行填充530。单个端口可连接到两个阀门，一个阀门被打开以用于通过泵抽空腔室且另一阀门被打开以用于从供应储集器填充。替代地，单个端口可同时用于通过插入到端口中的馈送管填充且用于通过端口的未被馈送管阻塞的一部分释放排出的流体。
X射线屏蔽材料可包含至少50重量％的高Z金属，例如铅。块530处的填充可包含将金属以熔融状态引入到腔室中。X射线屏蔽材料可呈在树脂内悬浮的金属粉末的形式。
块540处的密封可包含将相应的盖熔接到壳体的一个或多个端口中的每一个上。
所述壳体可具有平均原子序数Z1，且所述方法可扩展到用具有平均原子序数Z2<Z1的另一种材料来包覆壳体。
用于减少X射线发射的实例程序
在一些实例中，可应用所公开的科技以减少来自电子显微镜或来自其它X射线产生设备的X射线发射。电子显微镜或其它设备可具有位于真空外壳内的X射线产生部位。X射线屏蔽罩可通过图5或图7的方法来制造，如相应的图中所展示或使用本文中所描述的变化或扩展中的任一个，以任何组合。接着，X射线屏蔽罩可固定在真空外壳的内部体积内。在一些实例中，X射线屏蔽罩可例如沿着X射线产生部位与真空泵之间的路径定位在泵联接器内，并且可被定向以阻挡通过泵联接器的入口孔隙且平行于X射线屏蔽罩的纵向轴线发射的大于第一阈值分率的X射线。在不同实例中，第一阈值分率可以是50％、80％、90％、95％、98％或99％。
实例X射线屏蔽罩
图6A到6D是根据所公开的科技的第一实例X射线屏蔽罩的视图601到604。视图601到602是X射线屏蔽罩的剖视图。为了说明的清楚起见，X射线屏蔽材料已经从视图601到602省去，但将在下文所描述。
图6A展示壳体610，其具有带有壁612的弯曲的扭曲表面且限定腔室620。壳体610的一部分还有基底614和安装凸缘616。在一些实例中，至少壁612可使用增材制造技术来制造。在不同实例中：例如，在与壁612相同的过程操作中，基底614和凸缘616中的一个或两个还可通过增材制造来制造；基底614和凸缘616中的一个可被设置为在其上对壁612进行增材制造的基底；或基底614和凸缘616中的一个或两个可在单独的过程操作中与壁612单独地制造且接合到壁612。因此，基底616、壁612和凸缘614可由相同材料或不同材料以任何组合形成。在一些实例中，基底616、壁612和凸缘614可均为不锈钢。在图6A中，腔室620经展示为中空的，以较佳说明本发明的X射线屏蔽罩的结构。当部署用于服务时，腔室620可填充有X射线屏蔽材料。还展示XYZ坐标轴608。
图6B是贯穿凸缘616的中平面的另一视图602，其展示通过盖632密封(暂时或永久地)的端口622的结构。通常，盖632可被看作是完整的X射线屏蔽罩的一部分，而非壳体610的一部分。在图6B中，虚线609指示壳体610在盖632的方向(图6A中所展示的坐标轴608的Z方向)上的最远范围。
图6C到6D是泵联接器630的半透明剖视图603到604，其展示定位在泵联接器630内的X射线屏蔽罩650(不在剖视图中，且填充有X射线屏蔽材料)。凸缘636可被视为泵联接器630的一部分
如所说明的壳体610的延长的扭曲形状可有利地用于泵联接器中或附近(类似于图3到4的X射线屏蔽罩350、450)。一方面，扭曲形状围绕608的Z轴的方位角扫描阻挡了平行于Z轴且在壳体610的横向范围内的高分率的X射线。另一方面，壳体610的狭窄的横向剖面和平缓的螺旋形扫描为通过相关联的泵联接器的分子流提供低阻抗。
壳体610的所说明形状仅仅是示例性的。在一些实例中，壳体610的方位角扭曲可以是从凸缘616到基底614的约195°，或在180°到210°范围内。在其它实例中，可使用各种横向剖面及方位角扫描。具有十字形横向截面(具有四个臂)的壳体可制造成具有仅约100°的方位角扭曲或在90°到110°范围内。替代地，壳体可制造成单个叶片(例如，相对于视图602从端口622周围延伸到边缘627)围绕Z轴从凸缘到基底旋转大约390°。在其它实例中，壳体610的弯曲表面可近似为一组平坦表面。
第二实例方法
图7是根据所公开的科技的第二实例方法的流程图700。此方法并有针对图5描述的变化或扩展中的一些。在过程块710处，可通过增材制造来制造刚性壳体。所述壳体可限定腔室且可具有一个或多个端口。在过程块720处，为了促进块730处的泄漏测试，壳体的内部和外部可暂时彼此隔离。可通过以任何组合方式将端口封闭或将端口联接到He泄漏检测器来执行块720。在块730处，可对壳体进行测试，以根据预定的泄漏速率阈值验证所述壳体是否没有泄漏。
一旦验证所述壳体没有泄漏，那么在任选的过程块740处，可将低Z包层施加到经过泄漏测试(且没有泄漏)的壳体的外部。在块750处，可用X射线屏蔽材料填充所测试壳体。在一些实例中，可使用块752通过将熔融金属(例如，熔融铅或熔融锡)注入到壳体的内部腔室中来执行块750。在其它实例中，可使用块754来执行块750。呈液体的颗粒金属可注入到壳体的内部腔室中。在一些实例中，颗粒金属可以是例如铅或钨的金属的颗粒或粉末。
一旦被填充，即可在块760处对壳体进行密封。在一些实例中，可使用块762，以通过将盖熔接到所填充壳体的每一端口上来执行块760。也可使用其它技术。作为另一实例，壳体端口可被制造为管，且所述管可卷曲以封闭端口，且接着被熔接以对封闭端口进行密封。可在块760之后完成X射线屏蔽罩的制造。
在块770处，所制造的X射线屏蔽罩可固定在真空外壳的内部体积内。在块780处，内部具有X射线屏蔽罩的真空外壳可被泵抽到超高真空。因此，在其外部具有超高真空且在其内部具有可能与真空不兼容的材料(例如铅或树脂)的X射线屏蔽罩可被看作是本文中所描述的反向真空瓶。
在此方法的变体中，块740可稍后执行，例如在过程块750与760之间或在块760与770之间。
实例设备
图8是并有X射线屏蔽罩的设备800的框图。设备800具有真空外壳802，其中存在X射线产生部位815。X射线屏蔽罩850还可位于真空外壳802内，且可包含装纳X射线屏蔽材料854的反向真空瓶852。
在一些实例中，设备800可以是具有柱轴线的电子显微镜。设备800可包含泵联接器(类似于图1A的130)。X射线屏蔽罩850可定位在泵联接器内，被定向以阻挡通过泵联接器的入口孔隙从X射线产生部位820发射的至少80％的X射线。在其它实例中，定位在泵联接器内的X射线屏蔽罩830可使泵联接器的真空流导降低至多20％。真空外壳802内的压力可保持低于10-9mbar。X射线屏蔽材料854可以是铅，或可包含至少50重量％的铅。反向真空瓶852可并有不锈钢。在额外实例中，反向真空瓶852可包覆有具有小于或等于14的平均原子序数的低Z材料。X射线屏蔽罩850可并有扭曲的细长构件。
第三实例方法
图9是根据所公开的科技的第三实例方法的流程图900。在过程块910处，可将装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶放置在电子显微镜的真空外壳内部。接着，在过程块920处，可将真空外壳泵抽到小于或等于10-9mbar的压力。
在一些实例中，真空外壳可包含泵联接器，且在块910处，可将反向真空瓶固定在泵联接器内。
额外实例X射线屏蔽罩
图10A到10B是根据所公开的科技的第二实例X射线屏蔽罩的视图1001到1002。相比于图6A到6D的实例，本发明的屏蔽罩1050具有两个端口1022。图10A到10B均展示壳体1010(例如，在类似于510的过程块处制造)。为了说明的清楚起见，端口盖和X射线屏蔽材料从图10A到10B省去。
图10A是屏蔽罩1050的斜视图。图10B是描绘壁1012和腔室1020的剖视图，所述腔室从基底1014到凸缘1016以细长扭曲的形状布置。所描绘的形状是说明性的，且可使用其它形状。还展示了XYZ坐标轴1008。
图11是说明第三实例X射线屏蔽罩1150的形状的概念视图1100。如同本文中所公开的其它实例，屏蔽罩1150具有围封腔室1120的壳体1110。壳体1110的壁1112经展示为实线。为了简化说明，端盖、端口、凸缘或填充屏蔽材料从图11省去。屏蔽罩1150具有横截面，其靠近纵向轴线1105比远离轴线1105更薄。远离轴线1105重新分布屏蔽材料可改进对远离轴线1105或从所述轴线发散的X射线的屏蔽，并且可去除轴上只提供边际效益的多余屏蔽材料。因此，所说明配置可改进给定质量的X射线屏蔽材料的屏蔽效果。屏蔽罩1150经说明为具有大约270°的方位角扭曲，但这并非必需的且所说明概念可适用于具有其它扭曲或其它形状的屏蔽罩。
图12A到12C是说明第四实例X射线屏蔽罩1250的形状的概念视图1201到1203。为了简化说明，例如壳体、腔室和端口的机械细节从图12省去，且所述机械细节可类似于本文中所公开的其它实例。图12A展示屏蔽罩1250的剖面图，所述屏蔽罩具有围绕纵向轴线1205的约360°的扭曲。图12B展示屏蔽罩1250的斜视图，而图12C展示装配在圆柱形管1230内部的屏蔽罩1250，所述圆柱形管可以是泵联接器的一部分。相较于具有较少扭曲的屏蔽罩，关于其它所公开的实例的屏蔽罩1250的额外扭曲可提供改进的屏蔽，例如阻挡了更大百分比的X射线，尤其是与轴线1205成不同角度的X射线。
图13是说明第五实例X射线屏蔽罩1350的形状的概念视图1300。屏蔽罩1250的形状具有围绕轴线1205的两个缠结的螺旋形边缘1257，而屏蔽罩1350具有围绕轴线1305的一个螺旋形边缘1357和大体与轴线1305共线的一个笔直边缘1355。相较于屏蔽罩1250，屏蔽罩1350可针对平行于轴线1305的X射线以较低真空阻抗提供相当的屏蔽效果。屏蔽罩1350具有围绕轴线1305的大约390°的螺旋形扭曲。
图14A到14D是说明第六实例X射线屏蔽罩1450的形状的概念视图1401到1404。为了简化说明，例如壳体、腔室和端口的机械细节从图14省去，且所述机械细节可类似于本文中所公开的其它实例。图14A展示屏蔽罩1450的剖面截面视图，所述屏蔽罩具有细长的扭曲构件1453和套管构件1456。图14B展示屏蔽罩1450的端视图，而图14C展示屏蔽罩1450的斜视图，且图14D展示屏蔽罩1450的剖切截面。如同其它所公开的实例，扭曲构件1453内的内部体积1420可填充有X射线屏蔽材料。扭曲构件1453围绕纵向轴线1405具有约360°的扭曲，如同屏蔽罩1250。在一些实例中，套管1456可以是双壁管(例如，环形中空壳体)，其环绕与扭曲构件1453内部相同或不同的腔室。此配置结合由扭曲构件1453针对平行于轴线1405的X射线提供的高层级的屏蔽可有利地改进了针对与轴线1405成不同角度发射的X射线的屏蔽。在其它实例中，套管1456可以是单壁管，其可能不会显著地增加屏蔽罩1450的X射线屏蔽效果，但其可改进机械刚性或促进屏蔽罩1450在泵联接器或其它真空外壳内的安装。
通用计算机环境
图15说明合适的计算系统1500的一般性实例，其中可实施用于控制X射线屏蔽罩的制造的所描述实例、技术和科技。计算系统1500并不旨在对本公开的使用范围或功能性提出任何限制，因为可以在各种通用或专用计算系统中实施创新。计算系统1500可控制增材制造过程、另一制造过程、泄漏测试过程、泵送过程、或电子显微镜的操作、或相关联的仪器；或可获取、处理、输出或存储测量或操作数据。
参考图15，计算环境1510包含一个或多个处理单元1522和存储器1524。在图15中，此基本配置1520包含于虚线内。处理单元1522可执行计算机可执行指令，例如用于如本文中所描述的控制或数据获取。处理单元1522可以是通用中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)中的处理器或任何其它类型的处理器。在多处理系统中，多个处理单元执行计算机可执行指令以提高处理能力。计算环境1510还可包含图形处理单元或协同处理单元1530。有形存储器1524可为可由处理单元1522、1530存取的易失性存储器(例如，寄存器、高速缓冲存储器或RAM)、非易失性存储器(例如，ROM、EEPROM或快闪存储器)或其某种组合。存储器1524以适于由处理单元1522、1530执行的计算机可执行指令的形式存储实施本文中所描述的一个或多个创新的软件1580。举例来说，软件1580可包含用于控制增材制造过程的软件1581、用于控制涂布过程的软件1582、用于控制泄漏测试的软件1583，或其它软件1584。针对存储装置1540中的软件1580展示的插图可同样适用于图15中别处的软件1580。存储器1524还可存储控制参数、校准数据、测量数据或数据库数据。存储器1524还可存储配置和操作数据。
计算系统1510可以具有额外特征，诸如存储装置1540、输入装置1550、输出装置1560或通信端口1570中的一个或多个。例如总线、控制器或网络等互连机构(未展示)互连计算环境1510的组件。通常，操作系统软件(未展示)为在计算环境1510中执行的其它软件提供操作环境，并协调计算环境1510的组件的活动。
有形存储装置1540可以是可移动的或不可移动的，并且包含磁盘、磁带或磁带盒、CD-ROM、DVD或可用于以非瞬态方式存储信息并且可在计算环境1510内存取的任何其它介质。存储装置1540存储实施本文中描述的一个或多个创新的软件1580的指令(包含指令和/或数据)。存储装置1540还可存储图像数据、测量数据、参考数据、校准数据、配置数据或本文中所描述的其它数据库或数据结构。
输入装置1550可为机械、触摸感测或接近感测的输入装置(例如键盘、鼠标、笔、触摸屏或跟踪球)、语音输入装置、扫描装置或向计算环境1510提供输入的另一装置。输出装置1560可以是显示器、打印机、扬声器、光盘写入器或提供来自计算环境1510的输出的另一装置。输入或输出还可以经由通信端口1570通过网络连接传达到远程装置或从远程装置传达。
通信端口1570使得能够通过通信介质与另一计算实体通信。通信介质传送信息，诸如计算机可执行指令、音频或视频输入或输出、或调制后的数据信号中的其它数据。调制后的数据信号是其特性中的一个或多个以如在信号中对信息进行编码的方式来设置或改变的信号。作为实例而非限制，通信介质可使用电、光、RF、声或其它载体。
数据获取系统可集成到计算环境1510中，作为输入装置1550或联接到通信端口1570，且可包含模数转换器或到仪器总线的连接。仪器控制系统可集成到计算环境1510中，作为输出装置1560或联接到通信端口1570，且可包含数模转换器、开关或到仪器总线的连接。
在一些实例中，计算机系统1500还可包含计算云1590，其中执行实施所公开的科技的全部或一部分的指令。存储器1524、存储装置1540和计算云1590的任何组合可用于存储所公开的科技的软件指令和数据。
可在目标真实或虚拟处理器上的计算系统中执行的计算机可执行指令(例如包含在程序模块中那些计算机可执行指令)的一般上下文中描述本创新。通常，程序模块或组件包含例程、程序、文库、对象、类别、组件、数据结构等，其执行特定任务或实施特定数据类型。在各种实施例中，可按需要组合或拆分程序模块的功能性。用于程序模块的计算机可执行指令可在本地或分布式计算系统内执行。
在本文中可互换地使用术语“计算系统”、“计算环境”和“计算装置”。除非上下文另外明确指示，否则没有一个术语暗示对计算系统、计算环境或计算装置的类型的任何限制。通常，计算系统、计算环境或计算装置可为本地的或分布式的，并且可包含专用硬件和/或通用硬件和/或虚拟化硬件的任何组合，以及实施本文中所描述的功能性的软件。
总体注意事项
除非上下文另外明确规定，否则如本说明书和权利要求书中所使用，单数形式“一(a/an)”和“所述”包含复数形式。此外，术语“包括”意指“包含”。另外，术语“耦合”不排除耦合项之间存在中间元素。此外，如本文中所使用，术语“或”和“和/或”意指短语中的任何一项或多项的组合。
本文中所描述的系统、方法和设备不应以任何方式被解释为限制性的。实际上，本公开针对各种所公开的实施例的所有新颖和非显而易见的特征和方面，无论是单独地还是以彼此形成的各种组合和子组合。所公开的系统、方法和设备不限于任何具体方面或特征或其组合，所公开的系统、方法和设备也不要求存在任何一个或多个具体优点或解决任何一个或多个具体问题。来自任何实例的科技可与任何其它实例中的一个或多个所描述的科技组合。任何操作理论均是为了便于阐释，但所公开的系统、方法和设备不限于此类操作理论。
尽管为了便于呈现而以特定的顺序次序来描述所公开的方法中的一些的操作，但应当理解，除非下文所陈述的具体语言要求特定排序，否则此描述方式涵盖重新布置。例如，在一些情况下，可以重新布置或同时执行按顺序描述的操作。此外，为了简单起见，附图可能没有显示所公开的系统、方法和设备可与其它系统、方法和设备结合使用的各种方式。另外，说明书有时使用如“产生”、“提供”或“测试”的术语来描述所公开的方法。这些术语是所执行的实际操作的高级抽象化。与这些术语相对应的实际操作将根据特定实施而变化，并且可由本领域普通技术人员容易地辨别。
在一些实例中，值、程序或设备被称为“最低”、“最佳”、“最小”等。将了解，此类描述意欲指示可在几个替代方案或许多替代方案中进行选择，并且此类选择不必比其它选择更好、更小或以其它方式优选于未考虑的替代方案。
本文中参考本公开内容的设备或方法呈现的操作理论、科学原理或其它理论描述已出于更好理解的目的而提供，且并不意欲在范围上受到限制。所附权利要求书中的设备和方法不限于以由此类操作理论所描述的方式起作用的那些设备和方法。
所公开的方法中的任一种可由存储在一个或多个计算机可读存储介质(例如，有形的非暂时性计算机可读存储介质)上的计算机可执行指令或计算机程序产品控制或实施为计算机可执行指令或计算机程序产品，并且在计算装置(例如，任何可用计算装置，包含平板、智能电话或包含计算硬件的其它移动装置)上执行。有形计算机可读存储介质是可在计算环境(例如，例如DVD或CD的一个或多个光学介质光盘、易失性存储器组件(例如DRAM或SRAM)或非易失性存储器组件(例如快闪存储器或硬盘驱动器))内存取的任何可用有形介质。作为实例，并且参考图15，计算机可读存储介质包含存储器1524和存储装置1540。术语计算机可读存储介质或计算机可读介质不包含信号和载波。另外，术语计算机可读存储介质或计算机可读介质不包含通信端口(例如，1570)。
用于实施所公开的技术的计算机可执行指令中的任一个以及在所公开的实施例的实施期间创建且使用的任何数据可存储在一个或多个计算机可读存储介质上。计算机可执行指令可为例如专用软件应用程序或经由Web浏览器或其它软件应用程序(例如远程计算应用程序)存取或下载的软件应用程序的一部分。此类软件可使用一个或多个网络计算机例如在单个本地计算机(例如，任何合适的可商购计算机)上或在网络环境中(例如，经由因特网、广域网、局域网、客户端服务器网络、云计算网络或其它此类网络)执行。
为了清楚起见，仅描述了基于软件的实施方案的某些选定方面。省略了本领域中众所周知的其它细节。举例来说，应理解，所公开的科技不限于任何具体计算机语言或程序。举例而言，可通过以Adobe Flash、C、C++、C#、Curl、Dart、Fortran、Java、JavaScript、Julia、Lisp、Matlab、Octave、Perl、Python、Qt、R、Ruby、SAS、SPSS、SQL、WebAssembly、其任何衍生物或任何其它合适的编程语言，或在一些实例中，例如HTML或XML等标记语言，或用合适语言、文库和数据包的任何组合写入软件来实施所公开的科技。同样，所公开的科技不限于任何特定计算机或硬件的类型。合适的计算机和硬件的某些细节是众所周知的，并且不需要在本公开内容中详细阐述。
此外，可上传、下载或通过合适的通信手段远程地存取基于软件的实施例中的任一个(包括例如用于使计算机执行所公开的方法中的任一种的计算机可执行指令)。此类合适的通信手段包含例如因特网、万维网、企业内部网、软件应用程序、电缆(包含光纤电缆)、磁通信、电磁通信(包含RF、微波、红外线和光学通信)、电子通信或其它此类通信手段。
鉴于所公开的标的物的原理可应用于许多可能的实施例，应认识到所说明的实施例仅是所公开的标的物的优选实例且不应视为限制权利要求的范围。确切地说，所主张的标的物的范围由所附权利要求书限定。因此，我们要求保护落入这些权利要求的范围内的所有内容。
此外，如本文中所公开的本发明可由以下所列举项目中的一个或多个来描述或可与以下所列举项目中的一个或多个一致：
项目1.一种制造X射线屏蔽罩的方法，其包括：
制造限定腔室且具有一个或多个端口的壳体；
对所述壳体进行测试以验证所述壳体是否没有泄漏；
用X射线屏蔽材料填充所测试壳体；及
对所填充壳体的所述一个或多个端口进行密封。
项目2.根据项目1所述的方法，其中所述壳体是通过增材制造过程来制造。
项目3.根据项目2所述的方法，其中所述增材制造过程包括直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)，或粘合剂喷射(BJ)。
项目4.根据任一前述项目所述的方法，其进一步包括：
在涵盖测试的持续时间内，暂时隔离所述腔室与所述壳体周围的环境。
项目5.根据任一前述项目所述的方法，其中所述测试具有小于或等于10-7mbar·l/s的泄漏速率阈值。
项目6.根据任一前述项目所述的方法，其中所述壳体是刚性的。
项目7.根据任一前述项目所述的方法，其中所述壳体包括不锈钢。
项目8.根据任一前述项目所述的方法，其中所述壳体具有在0.1mm到1.0mm范围内的中间壁厚度。
项目9.根据任一前述项目所述的方法，其中所述X射线屏蔽材料包括金属，且填充操作包括将处于熔融状态中的所述金属引入到所述腔室中。
项目10.根据项目1至8中任一项所述的方法，其中所述X射线屏蔽材料包括载有金属颗粒的树脂。
项目11.根据任一前述项目所述的方法，其中所述一个或多个端口包括用于在所述填充操作期间将所述X射线屏蔽材料引入到所述腔室中的第一端口和用于在所述填充操作期间从所述腔室释放所排出流体的第二端口。
项目12.根据任一前述项目所述的方法，其中密封包括将相应的盖熔接到所述一个或多个端口中的每一个上。
项目13.根据任一前述项目所述的方法，其中所述刚性壳体包括具有第一平均原子序数Z1的材料，且所述方法进一步包括：
用具有小于Z1的平均原子序数Z2的另一种材料来包覆所述刚性壳体。
项目14.一种减少来自容纳于真空外壳中的电子显微镜的X射线发射的方法，所述方法包括：
通过根据项目1所述的方法来制造X射线屏蔽罩；及
将所述X射线屏蔽罩固定在所述真空外壳的内部体积内。
项目15.根据项目14所述的方法，其中所述X射线屏蔽罩固定在所述电子显微镜的泵联接器内，且被定向以便阻挡通过所述泵联接器的入口孔隙且平行于所述泵联接器的纵向轴线发射的至少80％的X射线。
项目16.一种设备，其包括：
真空外壳；及
X射线屏蔽罩，其定位在所述真空外壳内且包括：
反向真空瓶，其装纳X射线屏蔽材料。
项目17.根据项目16所述的设备，其中所述设备是具有柱轴线的电子显微镜，且所述设备进一步包括：
泵联接器，其中所述X射线屏蔽罩定位在所述泵联接器内且被定向以便阻挡从所述真空外壳内的X射线产生部位且通过所述泵联接器的入口孔隙发射的至少80％的X射线。
项目18.根据项目17所述的设备，其中与没有所述X射线屏蔽罩时相比，所述泵联接器的真空流导由于所述X射线屏蔽罩而降低至多20％。
项目19.根据项目16至18中任一项所述的设备，其中真空容器内的压力低于10- 9mbar。
项目20.根据项目16至19中任一项所述的设备，其中所述X射线屏蔽材料包括至少50重量％的铅。
项目21.根据项目16至20中任一项所述的设备，其中所述反向真空瓶包括不锈钢。
项目22.根据项目21所述的设备，其中所述不锈钢包覆有具有小于或等于14的平均原子序数的材料。
项目23.根据项目16至22中任一项所述的设备，其中所述X射线屏蔽罩包括扭曲的细长构件。
项目24.一种方法，其包括：
将装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶放置在电子显微镜的真空外壳内部；及
将所述真空外壳泵抽到低于10-9mbar的压力。
项目25.根据项目24所述的方法，其中所述真空容器包括泵联接器，且所述放置包括将所述反向真空瓶固定在所述泵联接器内。

Claims (25)

1.一种制造X射线屏蔽罩的方法，其包括：
制造限定腔室且具有一个或多个端口的壳体；
对所述壳体进行测试以验证所述壳体是否没有泄漏；
用X射线屏蔽材料填充所测试壳体；及
对所填充壳体的所述一个或多个端口进行密封。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述壳体是通过增材制造过程来制造。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述增材制造过程包括直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)，或粘合剂喷射(BJ)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其进一步包括：
在涵盖所述测试的持续时间内，暂时隔离所述腔室与所述壳体周围的环境。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述测试具有小于或等于10-7mbar·l/s的泄漏速率阈值。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述壳体是刚性的。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述壳体包括不锈钢。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述壳体具有在0.1mm到1.0mm范围内的中间壁厚度。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述X射线屏蔽材料包括金属，且所述填充操作包括将处于熔融状态中的所述金属引入到所述腔室中。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述X射线屏蔽材料包括载有金属颗粒的树脂。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述一个或多个端口包括用于在所述填充操作期间将所述X射线屏蔽材料引入到所述腔室中的第一端口和用于在所述填充操作期间从所述腔室释放所排出流体的第二端口。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述密封包括将相应的盖熔接到所述一个或多个端口中的每一个上。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中刚性壳体包括具有第一平均原子序数Z1的材料，且所述方法进一步包括：
用具有小于Z1的平均原子序数Z2的另一种材料来包覆所述刚性壳体。
14.一种减少来自容纳于真空外壳中的电子显微镜的X射线发射的方法，所述方法包括：
通过根据权利要求1所述的方法来制造X射线屏蔽罩；及
将所述X射线屏蔽罩固定在所述真空外壳的内部体积内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述X射线屏蔽罩固定在所述电子显微镜的泵联接器内，且被定向以便阻挡通过所述泵联接器的入口孔隙且平行于所述泵联接器的纵向轴线发射的至少80％的X射线。
16.一种设备，其包括：
真空外壳；及
X射线屏蔽罩，其定位在所述真空外壳内且包括：
反向真空瓶，其装纳X射线屏蔽材料。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述设备是具有柱轴线的电子显微镜，且所述设备进一步包括：
泵联接器，其中所述X射线屏蔽罩定位在所述泵联接器内且被定向以便阻挡从所述真空外壳内的X射线产生部位且通过所述泵联接器的入口孔隙发射的至少80％的X射线。
18.根据权利要求17所述的设备，其中与没有所述X射线屏蔽罩时相比，所述泵联接器的真空流导由于所述X射线屏蔽罩而降低至多20％。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的设备，其中真空容器内的压力低于10-9mbar。
20.根据权利要求16至18中任一项所述的设备，其中所述X射线屏蔽材料包括至少50重量％的铅。
21.根据权利要求16至18中任一项所述的设备，其中所述反向真空瓶包括不锈钢。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述不锈钢包覆有具有小于或等于14的平均原子序数的材料。
23.根据权利要求16至18中任一项所述的设备，其中所述X射线屏蔽罩包括扭曲的细长构件。
24.一种方法，其包括：
将装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶放置在电子显微镜的真空外壳内部；及
将所述真空外壳泵抽到低于10-9mbar的压力。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述真空容器包括泵联接器，且所述放置包括将所述反向真空瓶固定在所述泵联接器内。
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