KR101134416B1 - 내마모성 및 편리성이 향상된 시편 제조 장치 - Google Patents

내마모성 및 편리성이 향상된 시편 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투과전자현미경 등을 통한 미세구조 분석 시 사용하는 시편을 수작업으로 연마할 경우에 내마모성과 편리성이 향상된 시편 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명은 시편 제조 장치를 구성하는 시편 고정블록을 서로 다른 재질로 구성한 것으로, 즉 시편 고정블록에서 직접적으로 연마가 이루어지는 부분만 내마모성 재질로 구성하여 제조 단가를 최소한으로 하면서도 장치의 마모를 방지할 수 있고, 또한 외형 및 크기를 그대로 유지한 채 장치 내부에 빈 공간을 두어 무게를 줄임으로써 사용자 편의성을 극대화 할 수 있으며, 시편이 직접적으로 부착되는 시편마운트의 재질을 개선하여 시편 제조 장치에 시편을 보다 빠르게 부착할 수 있도록 하여 작업 시간을 줄일 수 있는 시편 제조 장치를 제공한다.
투과전자현미경, 미세구조, 분석, 시편, 내마모성, 중공부, Quartz

Description

내마모성 및 편리성이 향상된 시편 제조 장치{Device for polishing sample with improvement of abrasion resistance and convenience for use}
본 발명은 시편 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투과전자현미경 등을 통한 미세구조 분석 시 사용하는 시편을 수작업으로 연마하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 투과전자현미경을 이용하여 재료를 분석하기 위해서는 그에 맞는 시편을 준비하는 것이 매우 중요하며, 대부분의 시편은 각각의 목적에 맞는 제조법이 있다.
이러한 재료의 내부를 분석하기 위한 시편을 만들기 위하여 분쇄법, 벽계볍, 절단법, 연마법 등의 다양한 방법이 이용된다.
이 중 연마를 하여 내부의 절단면을 관찰하는 연마법은 시편의 손상만 조심하면 관찰하고자 하는 재료의 내부를 가장 정확히 분석할 수 있어 가장 널리 사용되고 있는 방법이다.
최근에는 이온집속빔을 이용하여 전자현미경 시편을 약 3 시간 이내에 제작하지만, 높은 비용과 약 12 ㎛ 정도의 범위 및 약 70 ㎚의 시편 두께의 제약으로 인해 아직까지도 대부분의 시편 제작이 이온 연마 및 화학적 연마를 통해 이루어지고 있다.
이온 연마 및 화학적 연마를 하기 위해 시편을 약 100 ㎛ 이하의 두께로 정확하고 균일하게 기계적인 연마를 하여야 한다.
기계적인 연마 시 자동화기기를 사용하여 시편을 연마할 수 있지만, 아직까지 많은 사용자들이 수동으로 시편을 제작하고 있는 현실이다.
수동으로 시편을 연마하기 위해서는 재현성과 정확성을 유지한 채로 연마하는 것은 상당한 기술을 요한다.
본 출원인은 이를 위해 수동식 시편 제조 장치(특허 제10-0840732호)를 제안하여, 수동으로 연마를 할 경우에도 쉽게 재현성과 정확성을 유지하면서 시편을 제조할 수 있게 하였다.
이러한 수동식 시편 제조 장치를 이용한 시편 제조는 시편의 절단면이나 원하는 두께를 맞추기 위하여 SiC paper 혹은 SiC lapping film, Diamond lapping film, Alumina lapping film 등의 연마용 매개체를 연마면으로 하여 시편을 연마한다.
그러나 이러한 연마용 매개체에 사용되는 Diamond, Alumina, SiC 등은 고강도 물질로서, 연마 시에 시편 제조 장치가 같이 연마되기 때문에, 연마 제조 장치의 수명이 단축되고, 편마모가 되었을 경우 시편에까지 직접적인 영향을 미치므로 보완 대책이 절실히 필요한 실정이다.
이와 같이, 시편 제조 장치가 마모되는 것을 방지하기 위해서는 상당한 내마 모성이 요구되지만, 내마모 특성을 가지는 소재의 경우 재료의 특성상 일반적으로 경도가 높아 취성이 강하며, 일반 금속 재질에 비하여 가격이 매우 고가여서 시편 제조 장치 전체를 내마모성 재질로 제조하기에는 제조 단가가 크게 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 시편 제조 장치의 전체를 내마모성 재질로 제조하는 것이 아니라, 시편 제조 장치의 일부분 즉 연마용 매개체(연마면)와 직접적으로 접촉하는 부분만 내마모성 재료로 사용하여 시편 제조 장치의 연마 방지에 의한 편마모 방지, 내마모성 재료의 취성 파괴 방지 및 제조 단가를 최소한으로 줄일 수 있는 시편 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 사용자 편의를 위한 시편 제조 장치의 외부 형상을 그대로 유지한 채 내부에 빈 공간을 형성하여 시편을 연마하기 위한 힘의 평형을 유지하면서도 무게를 줄여 사용자 편의성을 극대화한 시편 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 시편 제조 장치에 시편을 보다 빠르게 부착할 수 있도록 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 시편 교체를 위한 작업 시간을 대폭 줄일 수 있는 시편 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 시편 제조 장치는 중심의 홀을 이용하여 시편을 고정시킬 수 있는 시편 고정블록과, 상기 시편 고정블록과 결합되며 홀 내에서 시편과 접하면서 시편을 홀 밖으로 밀어 낼 수 있는 시편 두께조절장치를 포함하되, 상기 시편 고정블록은 외관을 형성하는 제 1 시편 고정블록과, 상기 제 1 시편 고정블록에 결합되며 연마용 매개체와 직접적으로 접촉하 여 시편을 지지하는 제 2 시편 고정블록으로 구성되며, 상기 제1 및 제 2 시편 고정블록은 서로 다른 재질로 이루어지되 제 2 시편 고정블록은 내마모성 재료로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 시편 고정블록의 형상과 결합 형태와 관련하여서 상기 제 1 시편 고정블록은 손으로 잡기 편리한 소직경부와 내부에 제 2시편 고정블록이 삽입 결합되는 공간인 삽입홀이 형성된 대직경부를 가지는 단차형의 원판블록 형태로 이루어지며, 상기 제 2 시편 고정블록은 제 1 시편 고정블록의 삽입홀에 끼워지는 몸체부와 제 1 시편 고정블록의 대직경부와 동일한 직경으로 연마용 매개체와 직접적으로 접촉하는 바닥부를 가지는 단차형 원판블록 형태로 이루어진 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 시편 고정블록은 결합 강도가 높은 아크릴계 접착제에 의해 서로 결합된다.
한편, 시편 제조 장치의 경량화를 위해 상기 제 1 시편 고정 블록은 외형의 편리한 구조는 유지하며 무게를 줄일 수 있도록 내부에 홀을 중심으로 환형(環形)의 중공부가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 시편을 홀 내에 고정하기 위해 시편을 부착할 수 있으면서 홀 내에 슬라이드 삽입 가능한 시편 마운트의 재질을 열전도도가 우수한 석영(Quartz) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 시편 제조 장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 시편 고정블록 전체가 아니라 시편 고정블록에서 직접적으로 연마가 이루어지는 부분만을 내마모성 재질로 제작함으로써 제조 단가를 줄일 수 있어 경제적인 효율성을 높일 수 있고, 시편 고정블록의 마모가 발생하지 않아 장치의 수명을 연장할 수 있음과 동시에 편마에 의한 시편의 불량이 줄어들게 되어 시편 제조와 관련한 재현성과 정확성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 시편 고정블록의 외형의 편리한 구조는 유지하며 무게를 줄일 수 있으므로 사용자가 보다 용이하게 연마 작업을 수행할 수 있어 사용자 편의성이 향상된 이점이 있다.
셋째, 시편 마운트에 시편이 신속히 부착되어 작업 효율이 향상되고, 시편을 교체하는 작업 시간이 대폭 단축되어 대량의 시편을 제조할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 구현 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변 형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 구현 예에 따른 시편 제조 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 구현 예에 따른 시편 제조 장치를 나타내는 결합 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 시편 제조장치는 금속 재료, 세라믹 재료를 포함하는 각종 공업용 무기 재료의 미세구조 검사 시, 또는 문제 해결을 위한 광학현미경, 주사전자현미경, 기타 이외의 현미경 관찰을 통한 조직 검사 시 재료 연마를 위한 하나의 시편을 수동으로 제조하는 장치로서, 시편을 고정시켜주기 위한 시편 고정블록(13)과, 시편의 두께를 조절하기 위한 시편 두께 조절장치(17) 및 시편이 부착되어 상기 시편 고정블록(13)에 장착되는 시편 마운트(12)로 이루어져 있다.
상기 시편 고정블록(13)은 서로 다른 재질로 이루어져 서로 결합되는 제 1 시편 고정블록(14)과 제 2 시편 고정블록(15)으로 이루어져 있으며, 내부에 중심축선을 따라 길게 관통되는 홀(10)이 각각 형성되어 서로 결합 시에 서로 수직으로 연통된다.
여기서, 제 1 시편 고정블록(14)은 시편 고정블록(13)의 전체 외관을 형성하는 것으로 작업자가 손으로 파지하기 쉽도록 상부의 소직경부(14a)와 하부의 대직경부(14b)로 구성되는 단차진 형태의 원판블록으로 이루어져 있으며, 대직경부(14b)의 내부에는 제 2 시편 고정블록(15)이 삽입 결합되는 공간으로 일정 직경을 갖는 삽입홀(14c)이 일정 깊이로 형성되어 있다.
또한, 제 2 시편 고정블록(15)은 시편 연마 시에 시편을 연마하는 연마용 페이퍼(paper) 또는 필름(film) 등의 시편용 매개체인 연마면과 직접적으로 접촉하면서 시편(11)을 지지하는 것으로, 제 1 시편 고정블록(14)의 삽입홀(14c)에 끼워지는 몸체부(15a)와 이 몸체부(15a)와 일체로 이루어져 시편 고정 블록(13)의 바닥면을 형성하는 바닥부(15b)로 이루어진다.
보다 상세하게, 제 2 시편 고정블록(15)은 제 1 시편 고정블록(14)의 삽입홀(14c)의 높이와 동일한 높이로 이루어져 삽입홀(14c)에 끼워지도록 몸체부(15a)와 이 몸체부(15a)와 일체로 형성되어 제 1 시편 고정블록(14)의 대직경부(14b)와 동일한 직경으로 시편 고정 블록(13)의 바닥면을 형성하여 연마면과 직접적으로 접촉하도록 외부로 노출되는 바닥부(15b)를 가지는 단차진 원판 블록 형태로 이루어진다.
이처럼, 본 발명의 제 2 시편 고정 블록(15)은 제 1 시편 고정블록(14)의 한 면(바닥면)만이 아닌 내부(삽입홀)까지 장착을 하여 전체적인 연마 작업 중 제 2 시편 고정블록(15)이 제 1 시편 고정블록(14)으로부터 밀리며 분리되지 않게 안정적으로 고정되도록 설계를 한 것이다.
이와 같이 제 1 및 제 2 시편 고정블록(14)(15)은 각각 서로 다른 직경을 갖는 단차진 원판 블록 형태로 이들이 서로 결합하여 하나의 시편 고정블록(13)을 형성하는 경우에도 전체가 단차진 원판 블록 형태로 이루어지게 된다.
여기서, 제 1 및 제 2 시편 고정블록(14)(15)은 서로 다른 재질로 이루어져 있는데, 외관을 형성하는 제 1 시편 고정블록(14)은 비교적 가격이 저렴한 일반 스 테인레스 스틸로 이루어지고, 연마 시 시편용 매개체와 접촉되는 제 2 시편 고정블록(15)은 내마모성이 뛰어난 세라믹 재질로 이루어진다.
이때, 제 2 시편 고정블록(15)으로 이루어진 내마모성 세라믹 소재(비커스경도)로는 Al2O3(17-18Gpa), ZrO2(13Gpa), Si3N4(14Gpa), SiC(21-22Gpa), BN, AlN(11.2Gpa) 등을 들 수 있다.
여기서, Al2O3(Alumina)의 경우는 우수한 내마모성과 내식성, 내화학성, 단열성, 내열성을 가지면서도 저렴하다는 장점이 있다. ZrO2(Zirconia)는 세라믹의 최대 결점인 취성을 조직, 미세구조 변화 등으로 극복하여 금속에 가까운 인성을 지니면서 물성도 뛰어나다. Si3N4(Silicon Nitride)는 강한 공유결합으로 이루어진 질화물 계열로 기본 물성 외 고온에서 기계적 강도가 뛰어나 고온 구조 재료로 널리 사용된다. SiC(Silicon Carbide)는 강한 공유결합으로 이루어진 탄화물 게열로 뛰어난 물성 외에 전기를 잘 통해주는 특징이 있다. BN과 AlN도 마찬가지로 내마모성 재료에 탁월한 능력을 보인다.
제 2 시편 고정블록(15)의 재질로 상기의 가격과 디자인 및 가공도 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있으나, 가격이 비교적 저럼하면서도 가공도가 우수한 Al2O3(Alumina) 및 SiC(Silicon Carbide)가 가장 바람직하다.
또한, 제 1 및 제 2 시편 고정블록(14)(15)은 접착제를 이용하여 서로 결합한다. 이 경우 작업 방법이 간단하고 방수가 가능하며 결합 강도가 우수한 접착제 로 사용하여야 한다.
접착제로는 특성에 따라 아크릴계, 순간접착제, 에폭시 핫멜트, 실리콘, 우레탄 등을 사용할 수 있으나, 이 중에서 아크릴계와 에폭시가 바람직하다.
아크릴계와 에폭시는 모두 자외선 경화가 필요하지만 금속 및 세라믹계열에 강한 능력을 발휘하며 알콜 및 오일 등에 내부식성이 강한 성질이 있다. 이때, 아크릴계는 프라이머와 함께 사용하며 에폭시는 혼합하여 사용한다. 하지만, 아크릴계의 초기 고착 시간이 평균 10 분으로 빠른데 반해, 에폭시 계열의 접착제는 초기 고착 시간이 35 분으로 느리다는 단점이 있어, 본 발명에서는 금속 재료로 이루어진 제 1 시편 고정블록과 세라믹 재료로 이루어진 제 2 시편 고정블록의 결합을 위한 접착제로 아크릴계로 사용된다.
또한, 본 발명에서는 시편 고정 블록(13)의 외부의 편리한 구조는 그대로 유지한 채 기존의 장치보다 가볍게 하여 작업자가 보다 편리하게 작업을 하면서 기존의 재현성과 정확성까지 유지할 수 있는 시편 제조 장치를 제공한다.
이를 위해, 시편 고정 블록(13)의 내부에는 빈 공간인 중공부(16)가 형성되어진다.
보다 상세하게, 시편 고정 블록(13)의 외관을 이루는 제 1 시편 고정블록(14)의 형성된 홀(10)이 형성된 홀부(10a)를 중심으로 둘레 방향으로 빈 공간이 형성된 도넛 모양의 (環形) 중공부(16)가 형성된다. 이러한 중공부(16)는 제 1 시편 고정블록(14)의 소직경부(14a)와 대직경부(14b)가 접하는 부위에 위, 아래로 일정 높이로 형성된다.
이때, 중공부(16)가 형성되는 크기, 즉 중공부(16)의 높이와 직경은, 소직경부(14a)를 포함하는 대직경부(14b) 전체가 연마 시 소정의 매스(mass) 역할을 수행함에 따라, 이러한 무게를 고려하여 설계하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 시편 고정블록(14)의 소직경부(14a)에는 둘레면을 따라 일정간격으로 배치되면서 그 중심의 홀(10)까지 관통되는 적어도 2개의 스크류홀(18a)이 형성되어 있으며, 이때의 스크류홀(18a)에는 시편 두께조절장치(17)와 제 1 시편 고정블록(14)을 결합시켜주는 스크류(18)가 체결될 수 있게 된다.
상기 시편 두께 조절장치(17)는 시편의 연마두께를 마이크로미터 단위로 조절할 수 있는 수단으로서, 조작부(17a)와 이것에 의해 전, 후진 동작하는 로드부(17b)를 포함하는 보통의 마이크로미터로 이루어져 있다.
이러한 시편 두께 조절장치(17)는 제 1 시편 고정블록(14)의 홀(10) 내에 윗쪽으로부터 그 몸체의 선단부가 일부 삽입 형태로 결합되고, 제 1 시편 고정블록(14)의 소직경부(14a)에 체결되는 2개의 스크류에 의해 제 1 시편 고정블록(14)에 일체식으로 고정될 수 있다.
물론, 스크류 체결을 해제하면 제 1 시편 고정블록(14)으로부터 시편 두께조절장치(17)를 분리할 수 있게 된다.
이렇게 제 1 시편 고정블록(14)과 결합되는 시편 두께 조절장치(17)의 로드부(17b)는 제 2 시편 고정블록(15)의 홀(10) 내에서 그 아래쪽으로 삽입되는 시편(11), 실질적으로는 시편(11)이 고정되어 있는 시편 마운트(12)와 접하게 되고, 결국 시편 두께 조절장치(17)의 조작에 따른 로드부(17b)의 길이변화에 의해 시 편(11)을 포함하는 시편 마운트(12)는 제 2 시편 고정블록(15)의 홀(10) 밖으로 밀려나면서 노출될 수 있게 된다.
즉, 시편 두께 조절장치(17)가 마이크로미터 단위로 조작됨에 따라 시편 또한 마이크로미터 단위로 노출되면서 정밀한 연마가 이루어질 수 있게 된다.
또한, 시편(11)은 시편 고정블록(13)의 홀(10)을 통해 고정시킬 수 있는데, 직접 또는 소정의 마운트(Mount)를 사용하여 고정시킬 수 있다.
본 발명에서는 제 2 시편 고정블록(15)의 홀(10) 내에 삽입가능하고, 또 시편(11)을 부착 방식으로 잡아줄 수 있는 원통형의 시편 마운트(12)를 사용한 예를 제공하는 것으로, 시편(11)을 시편 마운트(12)에 신속히 부착할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
시편(11)을 시편 마운트(12)의 하단에 탈, 부착하기 위하여 현미경 시편 제작 전용 접착제를 사용한다. 현미경 시편 제작 전용 접착제는 약 120 ℃이하의 온도에서 녹고, 메탄올과 아세톤에 잘 녹아 완성된 시편을 손상 없이 탈착 할 수 있다는 특징이 있다.
보통 시편을 제작할 경우, 시편 자체의 평형을 맞추고, 또한 투과 전자현미경 시편 제작 시 앞, 뒷면을 연마하여야 하기 때문에 최소한 한 번 혹은 두 번 정도 시편 마운트에 탈, 부착을 하여 연마를 하게 된다. 이러한 탈, 부착 시 일반적으로 hot plate라는 히터를 사용하여 시편과 접착제에 열을 가하여 온도를 올려서 접착제를 녹여 시편을 시편 마운트에서 제거하고 다시 재처리하여 시편을 시편 마운트에 부착하기 때문에, 시편 제조 시에 시편을 시편 마운트에 탈, 부착하는 과정 은 상당히 시간이 소요되기 마련이다.
따라서, 시편을 시편 마운트에 탈, 부착하는 과정에서 시편이 탈, 부착되는 시편 마운트의 재질이 열전도도가 좋은 재료를 사용하면 마운트에서 접착제를 녹이거나 경화시키는 시간이 상당히 줄어들어 시편 제조 시간이 상당히 줄어들게 된다.
본 발명에서는 기존에 사용하던 파이렉스(Pyrex)보다 높은 열전도성과 높은 강도를 갖는 석영(Quartz) 재료로 제작한 것을 요지로 한다.
열전도도가 높고 강도가 높은 다른 재료도 많지만 시편 제작 공정 중 연마 후에, 딤플(Dimple) 이라는 차후 과정에서 투명한 시편 마운트를 요구하기 때문에 다른 재료보다는 투명한 재료를 사용하여야 하기 때문에 석영(Quartz)이 가장 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 시편 마운트(12)를 내구성과 열전도성이 높은 석영(Quartz) 재료로 제작함으로써 빠르게 시편을 부착 고정할 수 있어 작업 효율이 향상되고, 시편을 교체하는 작업 시간이 대폭 단축되어 대량의 시편을 제조할 수 있다.
따라서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 시편 제조장치를 사용하여 시편을 수동으로 연마하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 제조장치의 사용 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 금속 재질로 이루어진 제 1 시편 고정블록(14)에 내마모성 세라믹 재료로 이루어진 제 2 시편 고정블록(15)을 아크릴계 접착제를 사 용하여 대략 10분 정도의 자외선 경화를 거친 후에 하나의 완성된 시편 고정 블록(13)을 준비한다.
이후, 석영(Quartz) 재료로 이루어진 시편 마운트(12)에 시편(11)을 시편 전용 접착제 등을 사용하여 붙이고 제 2 시편 고정블록(15)의 홀(10) 아래쪽으로 시편 마운트(12)를 집어 넣는다.
그리고, 시편(11)이 시편 마운트(12)의 제 2 시편 고정블록(15)의 바닥부(15b) 저면에 조금만 노출되도록 시편 두께 조절장치(17)의 조작부(17a) 즉, 마이크로미터 헤드부를 조작한다.
이때, 시편 고정블록(13)의 바닥면, 다시 말해 제 2 시편 고정블록(15) 바닥부(15b)의 저면과 시편(11)의 평형상태를 슬라이드 글래스 등으로 확인한다.
계속해서, 시편 고정블록(13)을 연마면(19)에 수직으로 세우고 화살표 방향과 같이 수평으로 움직여가면서 노출된 시편(11)을 연마한다.
예를 들면, 시편(11)을 연마할 때는 시편 마운트(12)에 시편(11)을 부착한 후, 이를 제 2 시편 고정 블록(15)의 홀(10)에 넣고 연마를 한다.
연마를 하기 전에 제 2 시편 고정 블록(15)의 바닥부(15b)의 저면과 시편(11)의 평면 상태를 공지의 슬라이드 글래스로 확인하고 연마를 한다.
이때, 제 1 및 제 2 시편 고정 블록(14)(15) 전체가 매스(mass) 역할을 하며, 제 2 시편 고정 블록(15)의 바닥부(15b)의 저면 대부분이 시편 마운트(12)의 지지대 역할을 하기 때문에 시편(11)을 돌출시켜 연마를 할 경우, 시편(11) 주변의 지지대에 의해서 시편(11)이 수평을 유지하게 된다.
또한, 연마용 툴 자체의 무게만으로 연마되기 때문에 연마용 툴과 시편이 외부 힘에 의해서 기울어지지 않고 제 2 시편 고정블록(15)의 바닥부(15b) 저면과 평행한 상태에서 연마된다.
따라서 최종적으로 동일한 두께의 시편을 얻을 수 있다.
제 2 시편 고정블록(15)의 바닥부(15b)에 노출되어 있는 시편(11)의 일부분이 더 이상 연마되지 않으면, 다시 말해 노출되어 있던 시편 부분이 전부 연마되면, 시편 두께 조절장치(17)의 마이크로미터 헤드의 눈금을 읽으면서 조금씩 시편을 노출시켜 연마한다.
이때, 마이크로미터 헤드를 통해서 시편을 노출시킬 때, 한 눈금 당 수 마이크로미터씩 전진하기 때문에 정밀한 연마가 이루어진다.
마이크로미터 헤드를 조절함에 따라 시편 두께 조절장치(17)의 로드부(17b)가 시편 마운트(12)를 밀게 되고, 이에 따라 시편(11)은 제 2 시편 고정블록(15)의 바닥면보다 돌출되면서 밖으로 노출될 수 있게 된다.
이때, 마이크로미터 헤드가 마이크로미터 단위로 되어 있기 때문에 사용자가 시편이 연마되는 정도를 확인하면서 정밀한 연마를 할 수 있고, 시편의 특정부위까지 평행하고 미세하게 연마할 수 있으며, 마이크로미터 단위의 헤드를 이용하여 최종 두께를 원하는 두께로 맞출 수 있다.
또한, 시편의 정확한 두께를 측정하기 위해 시편을 분리할 경우 마이크로미터 헤드부의 눈금을 기록해두었다가 원하는 작업을 실시 후 기록해 둔 눈금으로 맞추면 이전의 연마단계를 계속 실행할 수 있으므로 시편의 연속성을 보장할 수 있 다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 제조 장치를 나타내는 사시도로서, 장치의 각 부품을 분해한 상태를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 제조 장치를 나타내는 사시도로서, 장치의 각 부품을 결합한 형태를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시편 제조 장치의 사용 상태를 나타내는 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 홀 11 : 시편
12 : 시편 마운트 13 : 시편 고정블록
14 : 제 1 시편 고정블록 14a : 소직경부
14b : 대직경부 14c : 삽입홀
15 : 제 2 시편 고정블록 15a : 몸체부
15b : 바닥부 16 : 중공부
17 : 시편 두께 조절장치 17a : 조작부
17b : 로드부 18 : 스크류
18a: 스크류홀 19 : 연마면

Claims (7)

  1. 중심의 홀(10)을 이용하여 시편(11)을 고정시킬 수 있는 시편 고정블록(13)과, 상기 시편 고정블록(13)과 결합되며 홀(10) 내에서 시편과 접하면서 시편을 홀 밖으로 밀어 낼 수 있는 시편 두께 조절장치(17)를 포함하여 수동으로 시편을 제조하는 장치에 있어서,
    상기 시편 고정블록(13)은 외관을 형성하는 제 1 시편 고정블록(14)과, 상기 제 1 시편 고정블록(14)에 결합되며 연마면(19)과 직접적으로 접촉하여 시편(11)을 지지하는 제 2 시편 고정블록(15)으로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 시편 고정블록(14)(15)은 서로 다른 재질로 이루어지되 제 2 시편 고정블록(15)은 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 시편 고정블록(14)은 손으로 잡기 편리한 소직경부(14a)와 내부에 제 2시편 고정블록(15)이 삽입 결합되는 공간인 삽입홀(14c)이 형성된 대직경부(14b)를 가지는 단차형의 원판블록 형태로 이루어지며, 상기 제 2 시편 고정블록(15)은 제 1 시편 고정블록(14)의 삽입홀(15c)에 끼워지는 몸체부(15a)와 제 1 시편 고정블록(14)의 대직경부(14b)와 동일한 직경으로 연마면(19)과 직접적으로 접촉하는 바닥부(15b)를 가지는 단차형 원판블록 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 시편 두께 조절장치(17)는 제 1 시편 고정블럭(14)의 홀(10) 내에 그 몸체의 선단부가 일부 삽입되는 동시에 스크류 체결을 통해 탈,부착 가능한 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 시편 고정블록(14)(15)은 결합 강도가 높은 아크릴계 접착제에 의해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 시편 고정 블록(14)은 외형의 편리한 구조는 유지하며 무게를 줄일 수 있도록 내부에 홀(10)을 중심으로 환형(環形)의 중공부(16)가 구비된 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 시편(11)을 홀(10) 내에 고정하기 위해 시편(11)을 부착할 수 있으면서 홀(10) 내에 슬라이드 삽입 가능한 시편 마운트(12)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 시편 마운트(12)는 시편이 신속히 부착될 수 있도록 열전도도가 우수한 석영(Quartz) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 시편 제조 장치.
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