[發(fā)明專利]原位雙傾單軸拉伸納米線裝置及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110430040.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113138125B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立華;李東偉;馬炎;韓曉東;鄧青松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/08;G01N3/06;G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 張雪

本發(fā)明公開(kāi)了原位雙傾單軸拉伸納米線裝置及其制作方法，涉及材料顯微結(jié)構(gòu)原位變形研究技術(shù)領(lǐng)域。金屬環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有平臺(tái)，兩組金屬片組平行間隔設(shè)置在金屬環(huán)的內(nèi)部，并且各組金屬片組的一端均固定在平臺(tái)上，各組金屬片組的另一端均為自由端，每組金屬片組均包括一個(gè)第一金屬片以及一個(gè)第二金屬片，并且第一金屬片與第二金屬片固定貼合，兩組金屬片組中的第一金屬片相互靠近，并且第一金屬片的熱膨脹系數(shù)大于第二金屬片的熱膨脹系數(shù)，固定件包括兩個(gè)固定底座以及將兩個(gè)固定底座連接在一起的納米線，固定件將兩組金屬片組的自由端連接在一起；從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中納米材料原位變形的過(guò)程中無(wú)法對(duì)其實(shí)現(xiàn)原子尺度穩(wěn)定的觀察的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料顯微結(jié)構(gòu)原位變形研究技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種原位雙傾單軸拉伸納米線裝置及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著微納加工及微納器件的發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)材料作為納米組裝技術(shù)以及器件微型化的關(guān)鍵材料，成為目前材料研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。由于在實(shí)際應(yīng)用中材料往往受外力作用影響，實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)材料在受外力作用下的原子尺度結(jié)構(gòu)演變成為評(píng)估其可靠性的重要因素。因此，使用透射電子顯微鏡對(duì)納米材料外力下的結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行原位原子尺度表征，對(duì)研究納米材料在外力作用下的變形機(jī)制對(duì)微納材料的實(shí)際應(yīng)用以及優(yōu)異性能器件的研發(fā)具有重要作用。

目前，由于透射電鏡樣品桿與極靴之間的距離很小，一般在幾毫米左右，因此在樣品腔中容納力學(xué)系統(tǒng)尺寸極小。通常，在樣品制備過(guò)程中需通過(guò)機(jī)械研磨、雙噴減薄、手工切割、FIB加工并轉(zhuǎn)移固定等流程，制備過(guò)程復(fù)雜，成功率低；在聚焦離子束(FIB)直接固定變形材料過(guò)程中，從FIB離子束槍中沉積Pt-碳混合物固定樣品的過(guò)程中，容易造成損傷、污染、固定處應(yīng)力集中問(wèn)題；此外，由于技術(shù)的局限性，粘在金屬環(huán)上的兩個(gè)雙金屬片間距較大，使得搭載的納米材料懸空較多，在拉伸過(guò)程中容易抖動(dòng)，很難在納米材料原位變形過(guò)程中對(duì)其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的原子尺度的觀察。

因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中納米材料原位變形的過(guò)程中無(wú)法對(duì)其實(shí)現(xiàn)原子尺度穩(wěn)定的觀察的問(wèn)題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的重要技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供原位雙傾單軸拉伸納米線裝置及其制作方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中納米材料原位變形的過(guò)程中無(wú)法對(duì)其實(shí)現(xiàn)原子尺度穩(wěn)定的觀察的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見(jiàn)下文闡述。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了原位雙傾單軸拉伸納米線裝置，包括：

金屬環(huán)，所述金屬環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有平臺(tái)；

金屬片組，兩組所述金屬片組平行間隔設(shè)置在所述金屬環(huán)的內(nèi)部，并且各組所述金屬片組的一端均固定在所述平臺(tái)上，各組所述金屬片組的另一端均為自由端，每組所述金屬片組均包括一個(gè)第一金屬片以及與所述第一金屬片固定貼合的第二金屬片，兩組所述金屬片組中的所述第一金屬片相互靠近，并且所述第一金屬片的熱膨脹系數(shù)大于所述第二金屬片的熱膨脹系數(shù)；

固定件，所述固定件包括兩個(gè)固定底座以及將兩個(gè)所述固定底座連接在一起的納米線，所述固定件將兩組所述金屬片組的自由端連接在一起。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步的，兩個(gè)所述固定底座與兩組所述金屬片組一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，并且各個(gè)所述固定底座均垂直固定連接在相對(duì)應(yīng)的所述金屬片組上，并且兩個(gè)所述固定底座在相互靠近的一端均設(shè)置為具有梯度的梯形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述納米線以及所述納米線兩端的兩個(gè)所述固定底座為一體式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述第一金屬片的材質(zhì)為錳。

進(jìn)一步的，所述第二金屬片的材質(zhì)為鎳。

進(jìn)一步的，所述金屬環(huán)的材質(zhì)為鉬。