[發明專利]透射、掃描和聚焦離子束電鏡通用樣品桿及轉接裝置

在審

• 申請號: 201811451391.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109461640A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 譚軍;邰凱平;趙洋;康斯清
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20;H01J37/26
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及材料測試領域，具體為一種透射、掃描和聚焦離子束電鏡通用樣品桿及轉接裝置。該裝置包括樣品桿、轉接密封帶法蘭套管、密封法蘭及波紋管套管和X?Y?Z三維滑臺及支架，轉接密封帶法蘭套管固定在樣品桿的尾端，其內壁與樣品桿間使用密封圈進行真空密封；轉接密封帶法蘭套管置于波紋管套管內，其外壁使用密封圈與波紋管套管內壁實現真空密封；X?Y?Z三維滑臺通過滑臺支架固定在密封法蘭和波紋管套管上，實現樣品的三維平動和繞桿體軸線360°旋轉。本發明極大地方便樣品的加工和顯微結構分析，提高工作效率，廣泛適用于各種型號的透射電鏡、掃描電鏡和聚焦離子束電鏡。

技術領域

本發明涉及材料測試領域，具體為一種透射、掃描和聚焦離子束電鏡通用樣品桿及轉接裝置，屬于電子顯微鏡配件及低維材料原位測量研究領域。

背景技術

透射電子顯微鏡分析技術同時具備時間尺度與空間尺度的高分辨特性，可從深層次理解材料的本征屬性，促進材料的設計和性能優化，大大提高新材料的研發效率，是目前納米結構表征學中最新穎和最具發展空間的研究領域。近年來，透射電鏡表征技術在揭示鋰離子電池陽極材料充放電反應原理、低維納米材料力學性能、電化學腐蝕機制、電致阻變效應機制、納米催化劑活性、生物細胞結構等眾多科研領域都取得具有開創性的研究成果。研究者可使用該系統觀測納米材料發生復雜的物理、化學反應的同時，實時監測成分、晶體結構、組織缺陷的演變、表面/界面化學反應等，從而實現在納米尺度實時研究材料在復雜環境中的服役行為，揭示材料失效的本質機制，促進更好的設計材料的顯微結構和使用性能。

傳統技術的主要問題在于：透射電鏡樣品往往需要經過選樣、切割、打磨、拋光，轉移至聚焦離子束電鏡進行微區精細加工，再進入透射電鏡進行表征或是掃描電子顯微鏡進行表面原位分析或是其他功能測試，如此往復這些步驟，直至獲得合適的樣品。樣品制備過程不僅復雜、耗時，而且在樣品的轉移、加工和不同電鏡間切換使用過程中存在著極大的損壞和污染的風險，白白耗費科研人員大量的寶貴時間、精力和來之不易的科研資金。

發明內容

本發明的目的是提供一種透射、掃描和聚焦離子束電鏡通用樣品桿及轉接裝置，可以實現同一樣品桿可以在透射、掃描和聚焦離子束等多臺電鏡間共用，使待分析樣品在透射電鏡、掃描電鏡、聚焦離子束電鏡之間的無損轉移和加工，樣品放置于透射電鏡樣品桿上后，可直接插入聚焦離子束電鏡內，進行微區加工和原位測試或是插入掃描電鏡內進行不同功能的微區原位分析。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種透射、掃描和聚焦離子束電鏡通用樣品桿及轉接裝置，包括：樣品桿、轉接密封帶法蘭套管、帶套管密封法蘭、X-Y-Z三維滑臺、旋轉滑臺和滑臺支架，具體結構如下：

樣品桿的尾端直徑較樣品桿的其他部分直徑大，轉接密封帶法蘭套管固定在樣品桿的尾端外側，轉接密封帶法蘭套管內壁與樣品桿間使用O型密封圈進行真空密封；轉接密封帶法蘭套管置于帶套管密封法蘭的波紋管套管內，轉接密封帶法蘭套管外壁使用O型密封圈與波紋管套管內壁實現真空密封；帶套管密封法蘭為密封法蘭與波紋管套管組成，二者采用焊接的方式實現真空密封，密封法蘭與波紋管套管的中心孔相對應；X-Y-Z三維滑臺通過滑臺支架固定在帶套管密封法蘭上，實現樣品的三維平動和繞桿體軸線360°旋轉；旋轉滑臺、滑臺支架的左立板、帶套管密封法蘭的波紋管套管套裝于轉接密封帶法蘭套管上，密封法蘭固定在透射、掃描或者聚焦離子束電鏡主腔體內壁。

所述的透射、掃描和聚焦離子束電鏡通用樣品桿及轉接裝置，樣品桿的尾端外側開設螺紋盲孔和溝槽，螺紋盲孔為兩個以上沿圓周方向均勻分布，溝槽沿圓周方向開設，溝槽內安裝O型密封圈。