一种扫描电镜多功能样品台的制作方法

本实用新型属于扫描电镜检测技术领域，更具体的说，涉及一种扫描电镜多功能样品台。

背景技术：

扫描电镜是一种电子光学显像仪器，主要是利用高能电子束作用于样品的表面，来产生不同衬度的形貌像，进而样品表面形貌的差异就可以显示出来。简要原理如下：电子枪（热场、冷场、钨灯丝等）发射高能电子束，这些电子束将作用到样品表面，交互产生多种电子信息：背散射电子、二次电子、吸收电子、俄歇电子、特征X射线等信号。这一系列的电子信号会被对应的探测器接收，然后通过放大器传送至显示管。扫描电镜主要是利用激发出的二次电子和背散射电子来反映固态样品的表面形貌和常规成分的元素分析，所显示的形貌衬度和元素衬度可对材料表面改性、端口裂纹分析、材料使用环境等提供重要信息，广泛应用于机电、材料、医药、矿业、司法等不同领域。因其工作原理的特殊性，且生产成本较高，所以对样品的制备也有要求：无磁性、无水分、无毒性、成分不会在测试时发生分解和其他变化、块状样品需要固定牢固、粉末样品要黏在导电胶上、对导电性能不好的样品要进行镀膜使其表面导电等。

扫描电镜样品的测试一般要求真空或低真空状态下进行，每做一次测试，需要保持样品腔内的真空压达到一定数值，而一次抽真空的时间一般会在20分钟左右，所以当测试的样品较多时，为了节约重复的多次抽真空时间，通常不会把待测样品逐一放入样品腔内测试，而是选择一次把多个样品一起置于样品台上，并一起被放入样品腔。扫描电镜的样品台是用来承载不同形状的样品，使试样能稳定地固定在样品台上，所以若想达到一次多放的目的，就需要从多方面对样品台进行设计，另外要保证多个样品的表面高度距离探头距离相近，不能出现高度相差较大的样品被一起放入样品腔。现有的扫描电镜样品台，通常都是呈平面状，待检测的样品通过导电胶连接置于样品台上进行观测，或者样品先置于小的载物台，然后再被固定在样品台上。中国专利CN101916706A发明了一款适合观察微型刀具断裂面的样品台，专利CN202259150U公开了一种带有四个样品槽的样品台，专利CN203192748U设计了一种可以区别相似样品的平面样品台，结合对ZEISS EVO18钨灯丝扫描电镜的使用，发现如下问题：（1）不能在样品台上一次放置多个样品；（2）样品相似时，容易混淆；（3）观察块状较薄材料的断层时，较薄材料难以支撑；（4）圆形边缘材料的断面难以放置；（5）不能同时放置多个高度差相距较大的试样；（6）圆形样品台固定于样品腔内时，样品台由于没有手指预留地，手指容易打滑，致使样品台推入卡口产生困难。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种扫描电镜多功能样品台，包括样品台主体1，样品台主体1上设有两个以上不在同一水平的平台，样品台主体1的每个平台上设有多个针脚孔Ⅰ1-4，样品台主体1的侧面有与针脚孔Ⅰ1-4相对应的周身孔Ⅰ1-6，样品台主体1的每个平台上设有多个圆弧形底的凹槽1-8，便于放置圆弧状样品，例如可固定烧结圆柱体的侧面，用来观察其断面或横截面，样品台主体1侧面设有两个以上圆弧曲面1-7，便于用手移动样品台，样品台主体1底部设有燕尾槽1-5，燕尾槽1-5的目的是为了使样品台固定于扫描电镜样品腔的样品台支撑座上，燕尾槽1-5与支撑座卡紧，防止样品台在测试过程中滑脱倾斜。

所述样品台主体1上位置低的平台上设置凹形板2，凹形板2为中间凹两头凸的结构，凹形板2上面设有多个针脚孔Ⅱ2-1，侧面则设有与之对应的周身孔Ⅱ2-2，凹形板2与高一级平台之间留有空隙1-9，空隙1-9可以放置片状样品，观察片状样品的断面或横截面。

所述凹形板2与样品台主体1螺栓连接。

所述针脚孔Ⅰ1-4与周身孔Ⅰ1-6相通，是为了在周身孔1-6装配螺丝，达到固定针脚孔Ⅰ1-4中针脚的目的，针脚孔Ⅱ2-1与周身孔Ⅱ2-2也是如此。

所述圆弧形底的凹槽1-8中圆弧形底的圆弧设置不同的方向，可以用来辨别方向。

有益效果：（1）提高实验效率，可以在样品台上一次放置多个样品；（2）样品台主体上圆弧形底的凹槽中圆弧形底设置不同的方向，便于辨别相似样品；（3）块状较薄材料便于支撑；（4）观察圆形材料断面时，可以放置在凹槽内，再用导电胶粘结牢固；（5）样品台主体上设有两个以上不在同一水平的平台，可以同时放置多个高度差相距较大的试样；（6）样品台主体的侧面留有手指预留地，安装时不容易打滑，方便推入卡口。

附图说明

图1是本实用新型实施例1样品台主体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1样品台主体的侧视图；

图3是本实用新型实施例1凹形板结构示意图；

图4是本实用新型实施例1样品台主体和凹形板组合后的结构示意图；

图中，1-样品台主体；2-凹形板；1-1-样品台主体第一层；1-2-样品台主体第二层；1-3-样品台主体第三层；1-4-针脚孔Ⅰ；1-5-燕尾槽；1-6-周身孔Ⅰ；1-7-圆弧曲面；1-8-凹槽；1-9-空隙；1-10-螺纹孔；2-1-针脚孔Ⅱ；2-2-周身孔Ⅱ；2-3-沉头孔；2-4-凹形结构。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，下面的实施例子仅是解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

实施例1

本实施例所述扫描电镜多功能样品台，如图1、2所示，包括样品台主体1，样品台主体1上设有三个不在同一水平的平台，分别是样品台主体第一层1-1、样品台主体第二层1-2、样品台主体第三层1-3，高度按照样品台主体第一层1-1、样品台主体第二层1-2、样品台主体第三层1-3依次降低，样品台主体第一层1-1的面积最大，上面开有四个凹槽1-8，凹槽1-8的底部为圆弧状，便于放置圆弧状样品，例如可固定烧结圆柱体的侧面，用来观察其断面或横截面，四个凹槽1-8两两一组，两组凹槽1-8底部圆弧状垂直设置，便于分辨样品，样品台主体第一层1-1在靠近边缘的位置开有四个针脚孔Ⅰ1-4，并在样品台主体第一层1-1侧面开有与针脚孔Ⅰ1-4对应贯通的周身孔Ⅰ1-6，针脚孔Ⅰ1-4与周身孔Ⅰ1-6相通，是为了在周身孔1-6装配螺丝，达到固定针脚孔Ⅰ1-4中针脚的目的，样品台主体第二层1-2和样品台主体第三层1-3分别开有2个和1个相配套的针脚孔和周身孔，其结构与目的与样品台主体第一层1-1上的针脚孔Ⅰ1-4和周身孔Ⅰ1-6相同；样品台主体1侧面设有两个圆弧曲面1-7，便于用手移动样品台，样品台主体1底部设有燕尾槽1-5，燕尾槽1-5的目的是为了使样品台固定于扫描电镜样品腔的样品台支撑座上，燕尾槽1-5与支撑座卡紧，防止样品台在测试过程中滑脱倾斜，样品台主体第二层1-2上还开有两个螺纹孔1-10，样品台主体1有三个不同高度的平台结构目的主要是为不同高度的试样构建不同的起点平台，使多个试样的上表面接近于同一平面；当样品没有较大的高度差时，则不考虑使用样品台主体第二层1-2和样品台主体第三层1-3，所以一般情况下样品台主体第一层1-1表面面积最大，第二层和第三层表面面积依次减少。

凹形板2为中间凹两头凸的结构，如图3所示，中间为凹形结构2-4，在凸起的两端开有沉头孔2-3，沉头孔2-3与样品台主体第二层1-2上开有的螺纹孔1-10相配合，当样品台主体第一层1-1的表面面积不够，或者需要调节高度时，将凹形板2通过螺栓固定在样品台主体第二层1-2上，如图4所示，凹形板2呈两边凸起中间凹下形状，两边凸起是为了装配后凸起部分与样品台主体第一层1-1表面持平，扩大最大高度的面积，另外凹下的部分一方面是为了弥补样品台主体第一层1-1、样品台主体第二层1-2之间的高度差，起到中间高度的作用，另一方面在凹下部分的边缘可以用导电胶粘结较薄材料，观察其截面的断口，凹形板2上的两端凸起部分分别设有2个针脚孔Ⅱ2-1，侧面则设有与之对应的周身孔Ⅱ2-2，其结构与目的与样品台主体第一层1-1上的针脚孔Ⅰ1-4和周身孔Ⅰ1-6相同，凹形板2与样品台主体第一层1-1之间留有空隙1-9，空隙1-9可以放置片状样品，观察片状样品的断面或横截面。

本实施例中，样品台主体第一层1-1比样品台主体第二层1-2高7mm，样品台主体第二层1-2比样品台主体第三层1-3高5mm，样品台主体第一层1-1、样品台主体第二层1-2、样品台主体第三层1-3的平面面积比约5:3:2；凹形板2上凸出的部分比凹下去的部分高出3mm，当凹形板被固定在样品台主体第二层1-2时，凹形板2凸出部分与样品台主体第一层1-1持平，凹形板2的上表面的面积大小与样品台主体第二层1-2面积相同。

使用时，待测样品如下，第一组：4个5mm×5mm×4mm金相块体（待测面为长宽面），第二组：3个4mm×4mm×7mm腐蚀块体（待测面为长宽面），第三组：2个5mm×5mm×15mm断裂块体（待测面为长宽面），第四组：2片5mm×5mm×0.2mm（待测面为宽高面），第五组：1个沿直径方向切成两部分的Ø10mm×4mm烧结圆柱体（待测面为切断面）。

把所有试样用超声波酒精清洗干净，随后用吹风机将试样吹干，将第一组样品固定于样品台主体第一层1-1上，将第二组样品固定于凹形板的凹形结构2-4上，将第三组样品固定于样品台主体第三层1-3上，考虑到第三组样品的高度较高且质量较大，所以除了用导电胶固定第三组的地面，还用导电胶将第三组缠在样品台主体第三层1-3上，第四组样品用导电胶粘附于空隙1-9，第五组样品置于样品台主体第一层1-1上的圆弧状底部的凹槽1-8内，所有样品都稳定放置于样品台上后，完成扫面电镜测试前期的样品制备，各组样品在放置的时候可以根据样品台形状选择放置位置，也可以利用导电胶作标记，便于分辨。

打开扫描电镜主机，两根手指捏住样品台主体1侧面的两个圆弧曲面1-7，将样品台放入样品腔，之后抽取真空，待真空值达到要求时，即可打开电子枪，然后观察各个样品形貌，观察完毕后取出样品台拆除样品。