CN204630954U - 用于超导带材xrd织构测量的样品固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，包括真空吸盘，真空泵，以及连通所述真空吸盘和所述真空泵的真空管路，所述真空吸盘包括上表面作为样品安装面的真空腔体，若干个开口设于所述真空腔体上表面并与所述真空腔体内部连通的毛细孔，以及设于所述真空腔体侧壁上并用于连通所述真空管路和所述真空腔体的抽真空接口，所述真空腔体通过固定装置固定于XRD样品台上；其优点在于，作为一个单独的部件，可直接用于现有的XRD织构测量仪器上，扩展现有XRD织构测量仪器的功能使之可以测量很薄且易变形的超导带材样品，能够提高对超导带材XRD织构测量的精确度和重复性，大大降低了工作的难度，提高测量效率，而且测试样品可无损回收。

Description

用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置

技术领域

本实用新型涉及测试设备技术领域，尤其是涉及一种用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置。

背景技术

高温超导材料在电力、新能源、医疗设备、国防装备等领域都有着广泛的应用前景。国内外都有不少公司致力于高温超导带材产业化开发及应用展示，高温超导带材正在形成一个新兴的产业。高温超导带材的主要性能-载流能力取决于超导薄膜的晶粒排列的整齐程度，即晶体织构特性，因此如何精确检测超导带材的各个薄膜层的晶体性能是超导带材的一个关键的问题。但是由于二代高温超导带材使用很薄的金属薄带，其厚度在30～100μm之间，带材中微小的应力就很容易使得带材变形，所以带材通常在中间处出现弯曲如图1所示，而XRD织构测量又对样品的平整度要求很高，这导致测量结果不正确，或无法测量。

在上述二代高温超导带材样品的XRD织构测量中，通常办法是将超导带材和XRD样品台通过双面胶粘在一起，具体步骤为：首先剪下和样品长宽一样长的双面胶，把它贴在XRD样品台上，再把样品贴在双面胶上，无论把双面胶贴在XRD样品台上，还是把样品贴在双面胶上都需要很高的技巧，需要很仔细地操作以保证双面胶贴平在样品台，没有皱折起伏和气泡。通常做法是把双面胶的一端接触XRD样品台，施以适当的压力于这一端，然后逐渐并且均匀地移动这压力，使得双面胶受力均匀地，一个方向地逐渐地接触XRD样品台，确保没有气泡被封闭在双面胶下。把样品贴在双面胶上也是如此。此方法的弊端在于无法保证重复性，所以同一样品，不同的人，不同时候测量有时会有不同的结果。如果样品粘接不成功（比如有气泡，没有对准中心线等），样品无法重新粘接，因为如果把样品从双面胶撕下来基本上就毁了样品。而且按压超导带材表面，会给超导带材表面造成一些损伤，影响测试结果，测试结束以后，超导带材不能回收利用做进一步的其他测试或沉积其他薄膜。

我们还尝试其他的方法来改进，方法1：我们用胶带粘住超导带材头尾两端，使其固定在样品台上，此方法操作简便，不触碰样品表面（除非测量的两端）但在实际中发现其弊端在于，超导带材中间仍会一些凸起，造成测试数据精确度下降。方法2，用胶带沿超导带材的两边各2～4mm，把超导带材粘在样品台上，相比方法1，超导带材的凸起有不少改进，但是仍然有凸起，同时减少了可测量面积，这会在Phi扫描时引入误差。同时这些方法测量效率低，粘样品的时间占据了总测量时间的相当一部分。另外样品的放置的角度一般要求与XRD织构测量仪器的零度重合或有一个精确的夹角，样品的中心也要求和XRD织构测量仪器的仪器中心位置重合，然而用双面胶粘接的方法很难做到精确对准。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，采用真空吸附方法将超导带材样品固定于现有的XRD织构测量仪器上，扩展现有XRD织构测量仪器的功能使之可以测量很薄且易变形的超导带材样品，同时能够提高对超导带材XRD织构测量的精确度和重复性，简便、快速提高测量效率，而且测试样品可无损回收。

本实用新型的技术方案是：一种用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，包括真空吸盘，真空泵，以及连通所述真空吸盘和所述真空泵的真空管路，所述真空吸盘包括上表面作为样品安装面的真空腔体，若干个开口设于所述真空腔体上表面并与所述真空腔体内部连通的毛细孔，以及设于所述真空腔体侧壁上并用于连通所述真空管路和所述真空腔体的抽真空接口，所述真空腔体通过固定装置固定于XRD样品台上。

作为优选的技术方案，所述毛细孔在所述真空腔体上表面的开口按六方密堆积结构排列。

作为优选的技术方案，所述毛细孔的孔径及相邻毛细孔的孔间距均小于1mm。

作为更优选的技术方案，所述毛细孔的孔径及相邻毛细孔的孔间距均小于0.5mm。

作为优选的技术方案，为了适应不同强度、不同应力大小的超导带材样品，该样品固定装置还包括吸力调节器，所述吸力调节器包括设于所述真空管路上的针型阀，也可以选自流阻调焦阀或放气阀，并根据不同超导带材样品调节吸力，使得超导带材平整地吸附在样品安装面上，同时又不至于由于吸力局部不均造成超导带材在毛细孔处变形。

作为优选的技术方案，所述真空泵置于XRD织构测量仪器外侧，并通过所述真空管路与所述真空腔体连通，由于真空泵通常有很强的震动，而XRD织构测量仪器是一种精密仪器，所以必须放在远离XRD织构测量仪器的地方并做一定的消音处理，以排除真空泵震动对XRD织构测量仪器的影响；同时真空泵通过真空管路连通固定于XRD样品台上的真空腔体，对真空管路的要求是要足够软，在XRD织构测量仪器端用手感受不到任何震动，而且在XRD样品台做0-360度的Phi扫描和0-90度Kai扫描时不会对XRD织构测量仪器有影响。

作为优选的技术方案，所述真空泵为无油微型隔膜真空泵。

作为优选的技术方案，所述真空管路为橡胶管或软塑料管，具有高度柔性同时又能够耐住真空压力不变形，橡胶管较软，但耐压差，硬塑料管耐压好，但较硬，所以软塑料管在这里使用比较合适；同时对于真空腔体的厚度要求如下，由于XRD织构测量仪器上样品高度的调节范围是有限的，太厚的真空腔体对不同的XRD织构测量仪器适应性差，通常厚度控制在10mm内，最好6mm内，而真空管路的直径也受真空腔体的影响，其直径范围为3～6mm。

作为优选的技术方案，所述真空泵连接有脚踏真空开关，方便使用者在对准超导带材样品后，立即打开真空泵，把超导带材样品吸附住，减少从对准好样品到去打开真空泵开关期间可能的样品移动。

作为优选的技术方案，所述样品安装面上设有坐标线，帮助把超导带材样品精确地、重复性地安装在测量位置上，以保证样品的安装角度，其坐标线的中心与XRD织构测量仪器的零度位置及XRD织构测量仪器中心重合。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，扩展现有XRD织构测量仪器的功能使之可以测量很薄且易变形的超导带材样品，能够提高对超导带材XRD织构测量的精确度和重复性，大大降低了工作的难度，提高测量效率，而且测试样品可无损回收；

2．本实用新型用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置作为一个单独的部件，可直接用于现有的XRD织构测量仪器上，安装方便，成本低且维修方便，提高其使用价值，且不影响现有XRD织构测量仪器的运作和各个测量臂的转动；

3．本实用新型用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，利用毛细孔孔径大小、相邻毛细孔孔间距以及排列方式使得超导带材样品被可靠地、平整地吸附在真空腔体上表面（即样品安装面），同时又不会因为吸力局部不均造成超导带材在毛细孔处变形。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为现有超导带材XRD织构测量状态示意图；

图2为本实用新型用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置的结构示意图；

其中：1真空泵，2真空管路，3真空吸盘，3-1真空腔体，3-2毛细孔，3-3抽真空接口，4固定装置，5XRD样品台，6吸力调节器，7脚踏真空开关，8超导带材。

具体实施方式

实施例：参照图1、2所示，一种用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，包括真空吸盘3，真空泵1（该真空泵1为无油微型隔膜真空泵），以及连通真空吸盘3和真空泵1的真空管路2，真空吸盘3包括上表面作为样品安装面的真空腔体3-1，若干个开口设于真空腔体3-1上表面并与真空腔体3-1内部连通的毛细孔3-2，以及设于真空腔体3-1侧壁上并用于连通真空管路2和真空腔体3-1的抽真空接口3-3，真空腔体3-1通过固定装置4固定于XRD样品台5上，真空泵1还连接有脚踏真空开关7，方便使用者在对准超导带材8样品后，立即打开真空泵1，把超导带材8样品吸附住，减少从对准好样品到去打开真空泵1开关期间可能的样品移动，同时样品安装面上设有坐标线，帮助把超导带材8样品精确地、重复性地安装在测量位置上，以保证样品的安装角度，其坐标线的中心与XRD织构测量仪器的零度位置及XRD织构测量仪器中心重合。

本实用新型的毛细孔3-2在真空腔体3-1上表面的开口按六方密堆积结构排列，同时毛细孔3-2的孔径及相邻毛细孔3-2的孔间距均小于0.5mm，利用毛细孔3-2孔径大小、相邻毛细孔3-2孔间距以及排列方式使得超导带材8样品被可靠地、平整地吸附在真空腔体3-1上表面（即样品安装面），同时又不会因为吸力局部不均造成超导带材8在毛细孔3-2处变形。

本实用新型为了适应不同强度、不同应力大小的超导带材8样品，该样品固定装置还包括吸力调节器6，吸力调节器6包括设于真空管路2上的针型阀，也可以选自流阻调焦阀或放气阀，并根据不同超导带材8样品调节吸力，使得超导带材8平整地吸附在样品安装面上，同时又不至于由于吸力局部不均造成超导带材8在毛细孔3-2处变形。

本实用新型的真空泵1置于XRD织构测量仪器外侧，并通过真空管路2与真空腔体3-1连通，由于真空泵1通常有很强的震动，而XRD织构测量仪器是一种精密仪器，所以必须放在远离XRD织构测量仪器的地方并做一定的消音处理，以排除真空泵1震动对XRD织构测量仪器的影响；同时真空泵1通过真空管路2连通固定于XRD样品台上的真空腔体3-1，对真空管路2的要求是要足够软，在XRD织构测量仪器端用手感受不到任何震动，而且在XRD样品台做0-360度的Phi扫描和0-90度Kai扫描时不会对XRD织构测量仪器有影响。

本实用新型的真空管路2为软塑料管，具有高度柔性同时又能够耐住真空压力不变形，橡胶管较软，但耐压差，硬塑料管耐压好，但较硬，所以软塑料管在这里使用比较合适；同时对于真空腔体3-1的厚度要求如下，由于XRD织构测量仪器上样品高度的调节范围是有限的，太厚的真空腔体3-1对不同的XRD织构测量仪器适应性差，通常厚度控制在10mm内，最好6mm内，而真空管路2的直径也受真空腔体3-1的影响，其直径范围为3～6mm。

本实用新型中超导带材8被吸附固定在真空腔体3-1上表面，盖住所有毛细孔3-2，如果测量特殊的小超导带材样品而无法盖住所有毛细孔3-2，还可以使用胶带纸或其他方法密封多余的毛细孔。

以上的说明是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围，只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。比如，无论真空吸盘3是方形、圆形、梯形或台阶型，无论真空吸盘3的真空腔体3-1是由几块密封而成的，无论其密封是通过O圈、焊接还是紧配合形成，无论抽真空接口3-3是在真空腔体3-1侧面还是背面，无论毛细孔3-2是圆形还是方形，无论XRD织构测量仪器是Bruker衍射仪、理光衍射仪、还是Panalitic衍射仪，都属于本实用新型范围。最后本实用新型的主要目的是为了超导带材8的测量，但是其他应用领域中变形薄带的测量也应该被视为本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，包括真空吸盘（3），真空泵（1），以及连通所述真空吸盘（3）和所述真空泵（1）的真空管路（2），其特征在于，所述真空吸盘（3）包括上表面作为样品安装面的真空腔体（3-1），若干个开口设于所述真空腔体（3-1）上表面并与所述真空腔体（3-1）内部连通的毛细孔（3-2），以及设于所述真空腔体（3-1）侧壁上并用于连通所述真空管路（2）和所述真空腔体（3-1）的抽真空接口（3-3），所述真空腔体（3-1）通过固定装置（4）固定于XRD样品台（5）上。

2.根据权利要求1所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述毛细孔（3-2）在所述真空腔体（3-1）上表面的开口按六方密堆积结构排列。

3.根据权利要求1或2所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述毛细孔（3-2）的孔径及相邻毛细孔（3-2）的孔间距均小于1mm。

4.根据权利要求3所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述毛细孔（3-2）的孔径及相邻毛细孔（3-2）的孔间距均小于0.5mm。

5.根据权利要求1所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，该样品固定装置还包括吸力调节器（6），所述吸力调节器（6）包括设于所述真空管路（2）上的针型阀。

6.根据权利要求1所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述真空泵（1）置于XRD织构测量仪器外侧，并通过所述真空管路（2）与所述真空腔体（3-1）连通。

7.根据权利要求6所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述真空泵（1）为无油微型隔膜真空泵。

8.根据权利要求6所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述真空管路（2）为橡胶管或软塑料管，其直径范围为3～6mm。

9. 根据权利要求1所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述真空泵（1）连接有脚踏真空开关（7）。

10.根据权利要求1所述的用于超导带材XRD织构测量的样品固定装置，其特征在于，所述样品安装面上设有坐标线，其坐标线的中心与XRD织构测量仪器的零度位置及XRD织构测量仪器中心重合。