专利名称：手持研磨盘及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种手持研磨装置及该装置的使用方法，特别适用于透射电镜 制样过程中的机械预减薄阶段。该装置及研磨方法也同样适用于普通金相试样 的研磨和抛光。
背景技术：
理想的透射电镜薄膜样品要求具有面积大而均匀并且无人为缺陷的薄(电 子束透明)区，制备出这样的样品要经过多道程序的减薄， 一般第一步是机械
预减薄(研磨)，要求至少研磨至30Mm左右后才能进行下一步减薄，因此机械研 磨是透射电镜薄膜样品制备的关键步骤之一。
简易的做法是把切割好的 0. 5mm厚的薄片用速凝胶粘贴于大平面的载体 (比如橡皮、金属块等)上，手工在砂纸或磨抛机上研磨，由于手工用力很难 控制均匀和方向稳定，常常磨偏(即一面己经磨没，而另一面还较厚)或磨不 平，特别是对于有特定区域需要保护的样品，如把握不好很可能把要保护的部 分磨掉，成功率大大降低。样品磨偏以后，虽然被磨偏的一侧很薄，但这种薄 区是由机械研磨得来，很有可能存在机械损伤和人为缺陷，不一定适合于透射 电镜观察。
有的单位使用如图3所示的简易研磨装置制样，样品粘贴于载物台下方， 上下螺母可以相互锁紧以定位样品的高度，然后在砂纸或磨抛机上研磨，其研 磨效果和粘贴在金属块或橡皮上一样，也容易磨偏，所得样品的平行度和平面 度都难以保证。另外，下螺母底部周围不开槽，在磨抛机上研磨和抛光时，磨 料会被下螺母挡在外围而较难到达样品，使研磨效率降低。
因此，对于很多电镜工作者而言，既廉价又高效、实用的研磨盘是非常需 要的。
发明内容
本发明的目的是针对上述电镜和金相样品制备过程中手动研磨容易磨偏， 平行度和平面度都难以保证的缺点，设计一种廉价且高效实用的手动研磨盘。 该研磨盘既可以磨电镜样品也可以磨普通金相样品，既可以手工在砂纸上研磨，也可以放在磨抛机上进行研磨和抛光，所得样品的平行度和平面度都较高。
本发明所述的手持研磨盘，包括载物台和载物台固定、手持装置，所述的 载物台外围配置有固定环、轴承和配重，配重通过支撑杆加载于载物台上方， 支撑杆与载物台的水平面中心点连接，轴承装套于固定环上部，载物台嵌套于 固定环内部并可以在固定环的孔内上下移动，固定环、载物台及轴承内套可以 一起自由旋转。其装配顺序如图1所示。使用时，被研磨样品粘贴于载物台下 方。
在所述的手持研磨盘的固定环的下方四周开有导液槽。其作用是确保磨料 通过以到达样品起到磨削作用，另外在旋转过程中起到对磨料的搅拌和回收作 用，降低磨料的离心损失。
上述的支撑杆与载物台的水平面中心点为螺纹连接，但不限于此连接方式， 同样可以使用能够达到使用效果的其它方式连接。
手持研磨盘的使用方法为
1) 样品粘贴将待研磨样品粘贴于载物台底部。
2) 按上述顺序装配好欲研磨样品后，置于磨抛机的研磨平台上研磨，利 用配重加压以确保加压平稳，利用固定环的导向作用确保加压方向始终垂直于 研磨平台，手持轴承外套以确保固定环及样品可以旋转，通过旋转作用确保所 磨样品的平面度和平行度；利用导液槽确保磨料顺利通过到达样品，并在其旋
转过程中对磨料进行搅拌促进磨料分布均匀以及把由于离心作用被甩到研磨平 台边缘的磨料带回平台中间部位。
所述的样品粘帖过程是利用熔点低于IO(TC的改性石蜡把待研磨样品粘贴 于载物台底部。利用石蜡的低熔点和低强度，可以限制研磨过程中对样品的强 烈机械作用，减低研磨过程引入新的损伤或缺陷的程度。
本发明共有附图10幅，
图1手持研磨盘装配图2装配顺序及装配效果图3简易研磨装置；
图4固定环；
图5载物台；图6支撑杆； 图7配重；
图8所磨样品的透射电镜照片； 图9所得样品的金相照片；
图io无轴承装配图。
在图中，1、载物台，2、固定环，3、轴承，4、配重，5、支撑杆，6、轴 承内套，7、导液槽，8、上螺母，9、下螺母，10、样品。
具体实施例方式
下面将参照附图对本申请的手持研磨盘进行详细说明。但是，以下的实施 方式中所记述的构成部件的材质、尺寸、形状等，如果没有特别限定的描述， 则不构成对本发明保护范围的限制，而只不过是单纯的说明实例而已。 实施方式l
为保证耐磨性和耐蚀性，固定环选用马氏体不锈钢4Crl3，先按图4机加工， 然后102(TC真空淬火，然后35(TC回火即可。
载物台和配重及配重支撑杆无耐磨性要求，选用304奥氏体不锈钢，按图 5 图7加工即可。
根据固定环的尺寸，选用普通6008-2RS深沟球轴承，该轴承双侧带密封套， 可以防止磨料及液体进入轴承造成磨损和锈蚀。如果考虑轴承的防锈性，可选 用不锈钢轴承，但成本会略有增加。
上述零部件准备好后，按图2所示装配即为本发明所述的手持研磨盘。该 研磨盘单件生产的成木(包括材料费和加工费)为350 400元人民币。如批量 生产，成本可进一步降低。 实例1
利用本发明所述研磨盘进行了电镜样品的机械研磨，机械研磨至30刚后， 又进行了凹坑研磨和离子减薄，样品的电镜照片如图8所示，所得样品上的薄 区大而均匀。 实例2
利用本发明所述研磨盘制备了金相样品，其金相组织照片如图9所示，所 得样品的表面平面度较高。
需要说明的是本发明所述的研磨盘当按图l所示顺序装配，在磨抛机上研磨时，样品在研磨过程中是旋转的。如果不希望样品旋转，或者手工在砂纸 上研磨，则不装配轴承即可(装配图见图10)。也可以手工方式加压，此时需要 把配重和支撑杆拿掉，研磨时用手指压住载物台上方即可。
权利要求
1、一种手持研磨盘，包括载物台(1)和载物台固定、手持装置，其特征在于所述的载物台外围配置有固定环(2)、轴承(3)和配重(4)，配重(4)通过支撑杆(5)加载于载物台上方，支撑杆与载物台(1)连接，轴承(3)装套于固定环(2)上部，被研磨样品粘贴于载物台下方，载物台(1)嵌套于固定环(2)内部并可以在固定环(2)的孔内上下移动，固定环(2)、载物台(1)及轴承内套(6)可以一起自由旋转。
2、 根据权利要求1中所述的手持研磨盘，其特征在于在固定环(2)的 下方四周开有导液槽(7)。
3、 根据权利要求1中所述的手持研磨盘，其特征在于所述的支撑杆(5) 与载物台(1)为螺纹连接。
4、 如权利要求1所述的手持研磨盘的使用方法1) 样品粘贴将待研磨样品粘贴于载物台底部；2) 按照权利要求1所述顺序装配好欲研磨样品后，置于磨抛机的研磨平 台上研磨，利用配重加压以确保加压平稳，利用固定环的导向作用确保加压方 向始终垂直于研磨平台，手持轴承外套以确保固定环及样品可以旋转，利用导 液槽确保磨料顺利通过到达样品，并在其旋转过程中对磨料进行搅拌促进磨料 分布均匀以及把由于离心作用被甩到研磨平台边缘的磨料带回平台中间部位。
5、 根据权利要求4所述的手持研磨盘的使用方法，其特征在于:所述的样品 粘帖过程是利用熔点低于IO(TC的改性石蜡把待研磨样品粘贴于载物台底部。
全文摘要
本发明提供一种手持研磨盘及其使用方法。应用于透射电镜样薄膜样品的研磨。具有载物台、固定环、轴承和配重。样品通过改性石蜡粘贴于载物台底部，载物台可以在固定环内上下移动，研磨时，手持轴承外套，由于固定环与磨抛机的研磨平台存在摩擦力作用，固定环被研磨平台带动可被动旋转，进而带动载物台和样品旋转，以此确保得到平行度和平面度都较高的被研磨样品。同时固定环底部周边具有导液槽，一方面确保磨料顺利通过以到达被研磨样品，另一方面，通过被动旋转可以起到对磨料的搅拌和回收作用，减少磨料因离心作用造成的流失，实现高效、高质量的研磨。该研磨盘也同样可以用于普通金相样品的研磨，具有操作简单、高效、实用、廉价等特点。
文档编号G01N1/28GK101526449SQ20091001104
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者任瑞铭, 王国顺, 赵秀娟, 陈春焕 申请人:大连交通大学