一种高精密陶瓷植入粒子的方法与流程

本申请是申请日为2018年07月08日、名称为“一种光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法及装置”、申请号为201810741210.4的发明专利申请的分案申请。

本发明是一种高精密陶瓷植入粒子的方法，属于光镊研究技术领域。

背景技术：

光镊是利用光辐射压力和单光束梯度力光阱作用于粒子或细胞表面时，而产生力的作用的一种光学技术，一般人们采用光镊对细胞、粒子和生物大分子进行镊取和分割，但目前有研究表明有种粒子对高精密陶瓷材料具有一定物理性质改变的作用，由于高精密陶瓷材料具有较高的强度和耐磨性能，因此而只有通过光镊作用才能对实验粒子进行无损伤式的植入到高精密陶瓷材料当中。

为此，本发明提出一种高精密陶瓷植入粒子的方法。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种高精密陶瓷植入粒子的方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明设计新颖，结构合理，能够高精准度的完成粒子移植到高精密陶瓷材料中的工作。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高精密陶瓷植入粒子的方法，包括以下：

陶瓷材料的染色：实验人员首先将试验用的高精密陶瓷颗粒放入到染色槽内，由于高精密陶瓷特有的抗氧化性和较强的抗腐蚀性，因此需要向染色槽内添加浓度较高的染色剂，令陶瓷材料浸泡5min后，便得出被染色的高精密陶瓷颗粒；

实验粒子的选取：实验人员将粒子群放置到电子显微镜下，操作者通过观察选取表面粗糙度较低，并且形状较为规则的单个的实验粒子，便于实验的植入的成功；

陶瓷材料的制备：由于高精密陶瓷具有较高的强度和耐磨度，因此实验人员需要采用高强的粉碎器材将被染色的陶瓷颗粒进行碾压粉碎操作，随后将被染色的陶瓷粉末放置到电子显微镜下，通过观察后，操作者应当选取气孔较少，表面较为光滑，并且物理性质没有被破坏的高精密陶瓷材料；

实验粒子的植入：实验人员将选取好的实验粒子放置到操作箱内的实验操作槽中，操作者通过电子显微目镜的观察，控制光压发生器一和光压发生器二的输出功率，使得二者发出带有能量和动量的激光，同时操作者需要通过操控台上相应的控制按钮来控制聚光折射筒一和聚光折射筒二内部各个的电动液压杆，从而控制对激光折射的角度，被折射后的激光作用于实验操作槽中粒子的表面上，而产生梯度力光阱，梯度力光阱能够限制粒子的空间位置，因此能够隔空的让粒子进行移动，于是实验人员能够通过控制光辐射压力机、聚光折射筒一和聚光折射筒二来将粒子隔空的植入到上述选取好的高精密陶瓷材料的内部中；

实验的记录与观察：实验人员将实验粒子植入到高精密陶瓷材料中的整体过程中，能够通过电子显微镜目镜观察到实验粒子的变化过程，以及高精密陶瓷材料的性质上的改变，随后将数据进行记录，而在植入实验粒子后的陶瓷材料会产生移动的化学性质上的变化，通过采用不同的氧化剂或还原剂进行检测，并将数据进行最终的记录。

实现一种高精密陶瓷植入粒子的方法的装置，包括光辐射压力机、操作箱和电子显微目镜，所述光辐射压力机的内部设置有光压空腔，所述光压空腔的内部设置有光压发生器一，所述光压发生器一的一侧设置有光压发生器二，所述光辐射压力机的顶部焊接有操控台，所述操作箱设置在光辐射压力机的底部，所述操作箱上焊接有连接杆，所述操作箱通过连接杆与光辐射压力机连接，所述操作箱的顶部安装有密封端盖，所述密封端盖上设置有聚光镜片，所述操作箱的内部设置有操作空腔，所述操作空腔的内部设置有转动底盘，所述转动底盘上设置有实验操作槽，所述操作箱的一侧设置有聚光折射筒一，所述聚光折射筒一的内部设置有电动液压杆，所述聚光折射筒一的一侧设置有净化板一，所述操作箱的另一侧焊接有聚光折射筒二，所述聚光折射筒二的内部也设置有电动液压杆，所述电动液压杆上设置有输出杆，所述输出杆上设置有折光镜片。

作为本发明的一种优选实施方式，所述操作箱上设置有电子显微物镜箱，所述电子显微物镜箱的内部设置有物相镜管，所述电子显微目镜焊接在电子显微物镜箱的一侧。

作为本发明的一种优选实施方式，所述操控台上设置有控制按钮，所述控制按钮通过电线分别与电动液压杆、光压发生器一和光压发生器二连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述操作箱上设置有电动密封门。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电动液压杆的数量为6个，所述连接杆的数量为2个。

作为本发明的一种优选实施方式，所述聚光折射筒一和聚光折射筒二的底部均设置有支撑座，所述支撑座上设置有螺栓开孔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述光辐射压力机内部的光压空腔为密封真空腔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述转动底盘的内部设置有电动机，所述电动机为三相异步电动机。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电子显微目镜上设置有防炫目遮光片，所述聚光折射筒二的一侧设置有净化板二，所述净化板二上设置有数据线管。

本发明的有益效果：

1.该光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法及装置在操作箱的两侧设置有聚光折射筒一和聚光折射筒二，实验人员能够通过操控台上的控制按钮来控制光辐射压力机的输出功率，从而控制产生光压的强度，同时也能够控制激光的折射校对，从而实现对粒子的隔空镊取固定作用；

2.该光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法及装置在电子显微镜的目镜上设置防炫目镜片，能够避免实验人员打开电子显微镜时，强光透过物镜射到电子显微目镜上而伤害操作者的眼部；

3.该光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法及装置采用了化学染色技术，能够将难以观察到的高精密陶瓷材料首先进行染色处理，然后进行粉碎，产生的有色粉末陶瓷材料便于实验的观察，并且提高了粒子植入的成功率。

4.该光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法及装置设计新颖，结构合理，能够高精准度的完成粒子移植到高精密陶瓷材料中的工作。

附图说明

图1为本发明一种光镊粒子植入到高精密陶瓷的装置的结构示意图；

图2为本发明一种光镊粒子植入到高精密陶瓷的装置的主视图；

图3为本发明一种光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法的流程图；

图中：1-光辐射压力机、2-密封端盖、3-聚光折射筒二、4-净化板二、5-数据线管、6-操控台、7-聚光镜片、8-连接杆、9-操作箱、10-聚光折射筒一、11-净化板一、12-支撑座、13-电子显微镜物镜箱、14-电子显微目镜、15-折光镜片、16-光压发生器一、17-转动底盘、18-实验操作槽、19-光压发生器二、20-电动液压杆。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法，包括以下：

陶瓷材料的染色：实验人员首先将试验用的高精密陶瓷颗粒放入到染色槽内，由于高精密陶瓷特有的抗氧化性和较强的抗腐蚀性，因此需要向染色槽内添加浓度较高的染色剂，令陶瓷材料浸泡5min后，便得出被染色的高精密陶瓷颗粒；

实验粒子的选取：实验人员将粒子群放置到电子显微镜下，操作者通过观察选取表面粗糙度较低，并且形状较为规则的单个的实验粒子，便于实验的植入的成功；

陶瓷材料的制备：由于高精密陶瓷具有较高的强度和耐磨度，因此实验人员需要采用高强的粉碎器材将被染色的陶瓷颗粒进行碾压粉碎操作，随后将被染色的陶瓷粉末放置到电子显微镜下，通过观察后，操作者应当选取气孔较少，表面较为光滑，并且物理性质没有被破坏的高精密陶瓷材料；

实验粒子的植入：实验人员将选取好的实验粒子放置到操作箱9内的实验操作槽18中，操作者通过电子显微目镜14的观察，控制光压发生器一16和光压发生器二19的输出功率，使得二者发出带有能量和动量的激光，同时操作者需要通过操控台6上相应的控制按钮来控制聚光折射筒一10和聚光折射筒二3内部各个的电动液压杆20，从而控制对激光折射的角度，被折射后的激光作用于实验操作槽18中粒子的表面上，而产生梯度力光阱，梯度力光阱能够限制粒子的空间位置，因此能够隔空的让粒子进行移动，于是实验人员能够通过控制光辐射压力机1、聚光折射筒一10和聚光折射筒二3来将粒子隔空的植入到上述选取好的高精密陶瓷材料的内部中；

实验的记录与观察：实验人员将实验粒子植入到高精密陶瓷材料中的整体过程中，能够通过电子显微镜目镜14观察到实验粒子的变化过程，以及高精密陶瓷材料的性质上的改变，随后将数据进行记录，而在植入实验粒子后的陶瓷材料会产生移动的化学性质上的变化，通过采用不同的氧化剂或还原剂进行检测，并将数据进行最终的记录

实现一种高精密陶瓷植入粒子的方法的装置，包括光辐射压力机1、操作箱9和电子显微目镜14，所述光辐射压力机1的内部设置有光压空腔，所述光压空腔的内部设置有光压发生器一16，所述光压发生器一16的一侧设置有光压发生器二19，所述光辐射压力机1的顶部焊接有操控台6，所述操作箱9设置在光辐射压力机1的底部，所述操作箱9上焊接有连接杆8，所述操作箱9通过连接杆8与光辐射压力机1连接，所述操作箱9的顶部安装有密封端盖2，所述密封端盖2上设置有聚光镜片7，所述操作箱9的内部设置有操作空腔，所述操作空腔的内部设置有转动底盘17，所述转动底盘17上设置有实验操作槽18，所述操作箱9的一侧设置有聚光折射筒一10，所述聚光折射筒一10的内部设置有电动液压杆20，所述聚光折射筒一10的一侧设置有净化板一11，所述操作箱9的另一侧焊接有聚光折射筒二3，所述聚光折射筒二3的内部也设置有电动液压杆20，所述电动液压杆20上设置有输出杆，所述输出杆上设置有折光镜片15。

作为本发明的一种优选实施方式，所述操作箱9上设置有电子显微物镜箱13，所述电子显微物镜箱13的内部设置有物相镜管，所述电子显微目镜14焊接在电子显微物镜箱13的一侧。

作为本发明的一种优选实施方式，所述操控台6上设置有控制按钮，所述控制按钮通过电线分别与电动液压杆20、光压发生器一16和光压发生器二19连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述操作箱9上设置有电动密封门。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电动液压杆20的数量为6个，所述连接杆8的数量为2个。

作为本发明的一种优选实施方式，所述聚光折射筒一10和聚光折射筒二3的底部均设置有支撑座12，所述支撑座12上设置有螺栓开孔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述光辐射压力机1内部的光压空腔为密封真空腔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述转动底盘17的内部设置有电动机，所述电动机为三相异步电动机。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电子显微目镜14上设置有防炫目遮光片，所述聚光折射筒二3的一侧设置有净化板二4，所述净化板二4上设置有数据线管5。

工作原理：该光镊粒子植入到高精密陶瓷的装置包括操作箱9、光辐射压力机1、聚光折射筒一10和聚光折射筒二3，光辐射压力机1内部的光压发生器一16和光压发生器二19用于发出带有能量和动量的激光，而实验人员通过操控台6上相应的控制按钮来控制光压发生器一16和光压发生器二19的输出功率，两束激光垂直向下的穿过聚光镜片7射入操作箱9内，二实验人员通过操控台6上相应的控制按钮来控制多个电动液压杆20工作，电动液压杆20上的输出杆上设置有折光镜片15，电动液压杆20伸出来时，折光镜片15便能够将激光进行折射作用，激光穿过不同数量的折光镜片15能够折射不同的角度，而激光通过折射后作用与粒子表面上能够对粒子产生梯度力光阱，便能隔空的控制粒子进行移动或者镊取固定，随后按照移植方法进行操作，便能够完成该实验，该光镊粒子植入到高精密陶瓷的方法及装置设计新颖，结构合理，能够高精准度的完成粒子移植到高精密陶瓷材料中的工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。