SU1238173A2

SU1238173A2 - Device for electron-microscopic analyzing of specimens on explosure to ultrasound

Info

Publication number: SU1238173A2
Application number: SU843789051A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Сергеевич Басенок; Альберт Алексеевич Мокеев
Original assignee: Витебский Государственный Педагогический Институт Им.С.М.Кирова
Priority date: 1984-09-11
Filing date: 1984-09-11
Publication date: 1986-06-15

Abstract

Изобретение относитс к технике микроскопии и может быть использовано при исследовании физических свойств металлов в услови х сочетани ультразвукового и статического воздействий на кристаллы и непосредственного изучени этих структур в ,.. тт S 687 фиг. кристаллической решетке, которые вызываютс ультразвуковым воздействием совместно со статическим нагружением. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени исследовани при изгибных и изгибно- продольных ультразвуковых (УЗК) колебани х образца. Последовательное включение источников 4 и 10 (УЗК) вызывает деформацию изгиба образца 7. Под действием нагревательного элемента 9 образец 7 испытывает дополнительную деформацию - статическую деформацию раст жени . Дл обеспечени изгибно-продольной деформации образца 7 включают оба источника 4 и 10 (УЗК). При этом от источника 4 (УЗК) образец 7 испытывает деформацию раст жени , а от источника 10 УЗК - деформацию изгиба. Нагревательный элемент 9 обеспечивает дополнительную статическую деформацию раст жени . Илл. 2. S (Л 13 ND 00 00 1 оо 1ЧThe invention relates to a microscopy technique and can be used in the study of the physical properties of metals under the conditions of a combination of ultrasonic and static effects on crystals and the direct study of these structures in ..., sr 687 FIG. crystal lattice, which are caused by ultrasonic action together with static loading. The purpose of the invention is to expand the functional capabilities of the device by providing research in flexural and flexural-longitudinal ultrasonic (UT) oscillations of the sample. The successive switching on of sources 4 and 10 (UST) causes the deformation of the bend of the sample 7. Under the action of the heating element 9, the sample 7 experiences an additional deformation — a static deformation of the stretch. To ensure the flexural-longitudinal strain of sample 7, both sources 4 and 10 (UT) are included. In this case, from source 4 (UST), sample 7 experiences tensile deformation, and from source 10 UST — bending deformation. The heating element 9 provides additional static tensile strain. Fig. 2. S (L 13 ND 00 00 1 oo 1H

Description

Изобретение относитс к технике электронной микроскопии и может быть использовано при исследовании физических свойств металлов в услови х сочетани ультразвукового и статического воздействи на кристаллы и непосредственного изучени тех структур в кристаллической решетке, которые вызываютс ультразвуковым воздействием совместно со статическим нагру- жением.The invention relates to an electron microscopy technique and can be used in the study of the physical properties of metals under conditions of a combination of ultrasonic and static effects on crystals and direct study of those structures in the crystal lattice that are caused by ultrasonic action in conjunction with static loading.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени исследований при изгиб- ных и изгибно-продольных ультразвуковых колебани х образца.The aim of the invention is to enhance the functional capabilities of the device by providing research for bending and flexural-longitudinal ultrasonic vibrations of the sample.

На фиг. 1 показано устройство, обш,ий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.FIG. 1 shows the device, general, and its form; in fig. 2 - the same, side view.

Концентратор устройства выполнен в виде Н-образной пластины, включаюшей вертикальные стойки 1 и 2 полуволновой длины (фиг. 1) и горизонтальную перекладину 3. На внешней боковой поверхности вертикальной стойки 1 закреплен источник 4 ультразвуковых колебаний. На противоположных смежных торцах вертикальных стоек 1 и 2 с помошью пластин 5 и винтов 6 закреплен образец 7 в виде пленки или фольги, прозрачных дл электронного луча микроскопа . Пластины 5 закреплены на торцах вертикальных стоек 1 и 2 так, что между ними имеетс окно 8 дл прохождени электронного луча микроскопа. В горизонтальной перекладине 3 расположен нагревательный элемент 9, например, константано- ва спираль в термостойкой изол ции. На торце-вертикальной стойки 2 закреплен дополнительный источник 10 ультразвуковых колебаний. В средней части стойки 2 (в узле колебаний) установлена разрезна упруга конусна шайба 11, котора с помощью стандартного приспособлени может быть установлена в соответствующее конусное отверстие гониометрического- столика электронного микроскопа. Гониометрический столик устанавливаетс под углом а относительно оси 12 электронного луча (фиг. 2) так, что луч проходит мимо горизонтальной перекладины 3, воздействует на образец в окне 8 и дает его микроскопическое изображение или дифракционную картину.The device hub is made in the form of an H-shaped plate, which includes vertical posts 1 and 2 of half-wave length (Fig. 1) and a horizontal crossbar 3. The source 4 of ultrasonic vibrations is fixed on the outer side surface of the vertical rack 1. Sample 7 in the form of a film or foil, transparent to the electron beam of the microscope, is attached to the opposite adjacent ends of the vertical posts 1 and 2 using plates 5 and screws 6. The plates 5 are fixed at the ends of the uprights 1 and 2 so that between them there is a window 8 for the passage of the electron beam of the microscope. In the horizontal bar 3 there is a heating element 9, for example, a constantan spiral in heat-resistant insulation. An additional source of 10 ultrasonic vibrations is fixed on the end of the vertical pillar 2. In the middle part of the rack 2 (in the oscillation assembly), an elastic cone washer 11 is installed, which with the help of a standard device can be installed in the corresponding conical opening of the goniometric table of the electron microscope. The goniometric table is set at an angle a relative to the axis 12 of the electron beam (Fig. 2) so that the beam passes by the horizontal bar 3, acts on the sample in window 8 and gives its microscopic image or diffraction pattern.

Согласно фиг. 1 13 - эпюра колебаний стойки I и продольных колебаний образца 7; 14 - эпюра продольных колебаний стойки 2 и изгибных колебаний образца 7.According to FIG. 1 13 - plot of the vibrations of the rack I and the longitudinal oscillations of the sample 7; 14 is a diagram of the longitudinal oscillations of the stand 2 and the bending vibrations of the sample 7.

Работа устройства осуш.ествл етс следующим образом.The operation of the device is dried as follows.

На конце внешней боковой поверхности вертикальной стойки 1 Н-образной пластины закрепл ют источник 4 ультразвуковых колебаний , а между противоположными торцами вертикальных стоек 1 и 2 закрепл ют объектодержатель с образцом 7 тонкойAt the end of the outer side surface of the vertical post 1 H-shaped plate fix the source of 4 ultrasonic vibrations, and between the opposite ends of the vertical pillars 1 and 2 fix the object holder with the sample 7 thin

фольги. К свободному торцу вертикальной стойки 2 Н-образной пластины прикрепл ют дополнительный источник 10 ультразвуковых колебаний. При включении источника 4 ультразвуковых колебаний в вертикальной стойке 1 Н-образной пластины возникает сто ча изгибна ультразвукова волна с пучностью колебаний в месте расположени образца, что вызывает деформацию раст жени образца 7. Включение нагревательного элемента 9 вызывает деформацию образца 7 в результате теплового расширени горизонтальной перекладины 3 Н-образной пластины , вызывающей соответствующее изменение рассто ни между ее вертикальными стойками .foil. An additional source of 10 ultrasonic vibrations is attached to the free end of the vertical 2 H-shaped plate. When the source 4 of ultrasonic vibrations is turned on in a vertical stand of the 1H-shaped plate, a bending ultrasonic wave arises with an antinode of oscillations at the location of the sample, which causes deformation of the sample extension 7. Turning on the heating element 9 causes deformation of the sample 7 as a result of thermal expansion of the horizontal crossbar 3 H-shaped plate causing a corresponding change in the distance between its vertical posts.

Дл обеспечени изгибной деформации образца 7 выключают источник 4 ультразвуковых колебаний и включают дополни- тельный источник 10 ультразвуковых колебаний . При включении этого источника в To ensure the flexural deformation of the sample 7, the source 4 of the ultrasonic vibrations is turned off and an additional source of 10 ultrasonic vibrations is switched on. When you turn on this source in

Q вертикальной стойке 2 Н-образной пластины возникает сто ча продольна ультразвукова волна с пучностью колебаний в месте расположени образца, что вызывает деформацию изгиба образца 7. Включение нагревательного элемента 9 вызывает деформациюQ vertical upright 2 H-shaped plate arises a hundred longitudinal ultrasonic wave with an antinode of oscillations at the location of the sample, which causes deformation of the bend of sample 7. Turning on the heating element 9 causes deformation

5 образца 7 в результате теплового расширени горизонтальной перекладины 3 Н-образной пластины, вызывающей соответствующее изменение рассто ни между вертикальными стойками. Следовательно, при включении дополнительного источника 10 ульт развуковых колебаний образец 7 испытывает деформацию изгиба, а при включении нагревательного элемента 9 образец 7 дополнительно нар ду с деформацией изгиба испытывает с изменением температуры статическую деформацию раст жени .5 of sample 7 as a result of the thermal expansion of the horizontal crossbar of a 3 H-shaped plate, causing a corresponding change in the distance between the vertical posts. Consequently, when the additional source 10 of ultrasonic vibrations is turned on, sample 7 undergoes a bending deformation, and when the heating element 9 is turned on, sample 7 additionally, along with bending deformation, undergoes a static deformation due to temperature change.

Дл обеспечени изгибно-продольной деформации образца 7 включают оба источника 4 и 10 ультразвуковых колебаний. При этом от источника 4 ультразвуковыхTo ensure flexural-longitudinal deformation of the sample 7, both sources 4 and 10 of ultrasonic vibrations are included. At the same time from the source 4 ultrasound

0 колебаний образец 7 испытывает деформацию раст жени , а от источника 10 ультразвуковых колебаний образец 7 испытывает деформацию изгиба. При включении же нагревательного элемента 9 образец 7 испытывает еще дополнительно статическую0 oscillations, the sample 7 undergoes a strain of deformation, and from the source 10 of ultrasonic vibrations, the sample 7 undergoes a bending deformation. When the heating element 9 is turned on, sample 7 also tests an additional static

5 деформацию раст жени .5 stretch deformation.

Амплитуда колебаний размеров образца измер етс по электронному изображению при малых увеличени х. Настройка в резо- 0 нанс осуществл етс плавным изменением частоты ультразвукового генератора.The amplitude of the sample dimensions is measured in an electronic image at low magnifications. Tuning to resonance is performed by smoothly varying the frequency of the ultrasonic generator.

Пример. Дислокационную структуру изучали на образцах из фольги алюмини и меди методом просвечивающей микроскопии на 5 электронном микроскопе ЭММА-2 при нормальной и повышенной до 120°С температуре со статической нагрузкой до 0,1 Н. Частота дополнительного источника 10 ультразвуковых колебаний составл ла 35,3 кГц, а амплитуда 3 мкм при толщине фольги 810 А.Example. The dislocation structure was studied on samples of aluminum and copper foil using transmission microscopy on an EMMA-2 5 electron microscope at normal and elevated temperatures up to 120 ° C with a static load of up to 0.1 N. The frequency of an additional source of 10 ultrasonic vibrations was 35.3 kHz and the amplitude is 3 microns with a foil thickness of 810 A.

Установлено, что при нормальной температуре с наложением на образец изгиб- ных ультразвуковых колебаний происходит рождение новых дислокаций в зоне изгиба, активизируетс их перемещение.It has been established that at normal temperature, with the application of bending ultrasonic vibrations on the sample, new dislocations are generated in the bending zone, their movement is activated.

При повышенной температуре и дополнительной статической нагрузке более интенсивно протекает процесс перемещени дислокаций .At elevated temperature and additional static load, the process of moving dislocations proceeds more intensively.

4four

Claims

Invention Formula

A device for electron microscopic examination of samples when exposed to ultrasound according to the authors. St. No. 1153369, characterized in that, in order to expand its functionality, it contains an additional source of ultrasonic vibrations mounted on the opposite end of the second free plate rack of the object holder.

G2