专利名称：托架及包括该托架的分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够屏蔽水分的托架及包括该托架的分析装置。
背景技术：
图1为在X-射线光电子能谱法(photoelectron spectroscopy)中使用的传统的托架(carrer)的透视图。在图1中，附图标记1表示样品座安装部分，附图标记2表示入口，附图标记3表示锁定部分(locking portion)，以及附图标记4表示法兰。当将样品座(未显示)安装在样品座安装部分1上，然后使手柄5转动时，样品座安装部分向上移动被固定在室6中。
但是，当将样品座固定在样品座安装部分1上时，它可能与入口相碰撞，从而可能破坏样品。当将锁定部分3安装在分析装置中时，锁定部分3的固定装置可能与分析装置相碰撞，从而可能破坏锁定部分3。因法兰4是焊接的，如果由于冲击其受到真空破坏(vacuum-destroyed)，它的修理很困难。在传统的分析装置中使用的传统的托架没有水分屏蔽功能。因此，为保持样品中的真空度和屏蔽水分，使用气幕阻挡空气，或着将分析装置安装在干燥室或干燥箱中。
图2为扫描电镜(SEM)图片，该图片显示由在其中安装传统的托架的分析装置在Li表面上的固体电解质界面(SEI)薄膜上进行的分析的结果。参考图2，由于与空气接触，使SEI薄膜的形状严重变形。特别是由于与空气接触，使由箭头所指示的圆内的电解质粒子破裂。
传统的分析装置必须防止将水分引入整个设备中，因此大大提高维修费用。用于承载样品的传统的托架没有水分屏蔽功能，因而增加了样品与空气接触的可能性。
发明内容
本发明提供了一种能够屏蔽水分的托架及包括该托架的分析装置。
根据本发明的一个方面，提供了一个包括一个样品座、一个样品接收器和一个样品升降器的托架。样品座容纳样品并具有导向槽。样品座固定在样品接收器上，并且在样品接收器中形成与导向槽互锁的导轨。样品升降器升降样品接收器并且接收和卸下样品座。样品升降器包括驱动样品接受器上下移动的驱动部分和真空室，所述真空室包括驱动部分并且维持封闭状态下的真空度。
根据本发明的另一个方面，提供了一种分析装置，该分析装置包括一个将样品移至分析室的样品安装部分、一个对样品发射电子束的照射部分和一个检测来自样品的电子以分析样品的表面的检测部分。样品安装部分包括一个容纳并承载装有样品的样品座的托架、一个可拆卸地安装于分析室中，并与托架结合，从而将样品座装载至分析室中的装载室、和一个穿过装载室并将样品座移至装载室中的导向杆。托架包括一个样品座、一个样品接收器和一个样品升降器。样品座容纳样品并具有导向槽。样品座固定在样品接收器上，并且在样品接收器中形成与导向槽互锁的导轨。样品升降器升降样品接收器，并接收和卸下样品座。样品升降器包括一个驱动样品接受器上下移动的驱动部分，和一个包括驱动部分并且维持封闭状态下的真空度的真空室。
样品接收器包括一个防止样品座移动的固定销。
固定销从样品接收器的底表面向上凸出。
导轨从样品接收器的两侧面朝向样品接收器的内部凸出。
导轨由至少一条肋(rib)形成。
样品座包括一个在其中形成导向槽的样品堆叠器(restacker)和一个与样品堆叠器的上部结合的夹持器。
驱动部分包括一个使样品接收器上下移动的螺杆、一个使螺杆转动的转轴和一个连接在转轴上并向转轴施加转动力的手柄。
样品升降器进一步包括一个连接并安装在外部装置上的锁定部分。
参考附图，通过详细描述其优选实施方案，本发明的上述及其它特征与优点变得更明显，其中图1为传统托架的透视图；
图2为扫描电镜(SEM)图片，该图片表示由在其中安装传统托架的分析装置在Li表面上的固体电解质界面(SEI)薄膜上进行分析的结果；图3A为根据本发明的一个实施例的除去了样品座的托架的透视图；图3B为包含在图3A的托架中的样品座的透视图；图4为根据本发明的一个实施例的托架的透视图；图5为根据本发明的一个实施例的托架结构的横断面视图；图6为根据本发明的一个实施例的分析装置的部分透视图；和图7为SEM图片，该图片表示由在其中安装图4的托架的分析装置在Li表面上的SEI薄膜上进行的分析的结果。
具体实施例方式
图3A为根据本发明的实施例的托架10的透视图，且图3B为包含在托架10中的样品座31的透视图。
参见图3B，样品座31容纳样品并包括在其中形成槽32的样品堆叠器33和与样品堆叠器33的上部相连接的夹持器35。样品在密封于样品座31之前进行预处理。因为金属如Li对水分敏感，所以要将它存放于例如含有水分吸收剂的干燥器中。在样品的预处理之前24小时将样品座31移至干燥室24中。将碳带附着在样品座31上，然后将适当大小的样品附着在碳带上。附着的样品用少量的银浆料覆盖并涂布金属，如Au、Au-Pd、Pd、Pt等等。如果准备好样品座31，那么将它安装在图3A的托架10上。
参见图3A，托架10包括样品座31、样品接收器11和样品升降器19。样品接收器11容纳样品座31并具有与导向槽32互锁的导轨17。样品升降器19提升样品接收器11并接收或卸下样品座31。样品升降器19包括驱动样品接收器11上下移动的驱动部分(未显示)和包括驱动部分并维持封闭状态下的真空度的真空室16。
样品接收器11具有在其中安装样品座31的空间。导轨17通过与样品座31的导向槽32的互锁引导样品座31的移动，并朝向样品接收器11的内部从样品接收器11的左右两侧凸出。导轨17可以为如图3A所示的片，或由多个肋形成。只要能够与导向槽32互锁，导轨17可以具有各种不同形状。
固定销18从样品接收器11的底表面向上凸出并防止样品座31与样品接收器11分离。导轨17的左右突起呈片状，但是也可以由多条肋形成以引导样品座31。与样品升降器19相连的入口12位于样品接收器11之上。
样品升降器19包括使样品中产生真空的真空室16、位于真空室16中并驱动样品接收器11上下移动的驱动部分(未显示)和将托架10锁定在分析装置上的锁定部分13。手柄15是驱动部分的部件，随后将根据图5对其进行描述。
图4为托架10的透视图，其中图3B的样品座31安装在图3A的样品接收器11上。参见图4，样品座31的导向槽32与样品接收器11的导轨17互锁，以使样品座31安装在样品接收器11上。样品接收器11的固定销18防止样品座31与样品接收器11分离。当样品座31安装在样品接收器11上时，转动样品升降器19的手柄15以使样品接收器11嵌入样品升降器19中。
图5为固定在装载室27上的托架10的横剖面图。参见图5，样品导入部分20包括进料室27、托架10和导向杆28。导向杆28夹紧托架10的样品座31，并将样品座31移至样品接收器11。图5显示了托架10的样品升降器19中的驱动部分25。驱动部分25包括使样品接收器11上下移动的螺杆21，使螺杆21转动的转轴23和与转轴23连接并向转轴23施加转动力的手柄15。当手柄15转动时，使转轴23转动，并且同时螺杆21被驱动以使样品接收器11上下移动。
图6为根据本发明的一个实施例的在其中安装托架10的分析装置的局部透视图。现在，根据图3A、5和6描述将托架10装载到分析装置的装载室27中的过程。
首先，将与托架10的锁定部分13互锁的装载室27的连接部分24用盖子覆盖以使包括装载室27的分析装置的一室中产生真空。将在其中样品座31被装载在样品接收器11上的托架10放入该分析装置中。
解除装载室27中的真空，然后将托架10经连接部分24装载于装载室27中。此后，装载室27恢复真空状态。接着，通过转动固定环将装载室27完全固定到分析装置的室中。当装载室27完全进入真空状态时，转动托架10的手柄15以将样品接收器11嵌入装载室27中。
将导向杆28推入装载室27，夹紧样品座31，并将样品座31拉向分析器。样品接收器11进入托架10的真空室16之后，转动固定环以打开装载室27和分析装置的室之间的一个门。然后，将导向杆28推入装载室27并将样品座31移至分析装置的中心部分。将样品座31置于分析装置的中心部分，然后将导向杆28拉向分析器。转动固定环以关闭分析装置的室的门，并将导向杆28与装载室27分离。此后，驱动分析装置以分析样品。通过按照相反的顺序进行上述过程，可实现分析装置的室中样品座31的拆卸和托架10与分析装置的分离。
图7为SEM图片，该图片表示由在其中安装了图4的托架的分析装置在Li表面上的SEI薄膜上进行的分析的结果。在图7中，Li表面上的SEI薄膜的粒子比图2中的更均匀，并且未破裂。特别是在Li金属电池领域，包括根据本发明的一个实施例的水分屏蔽托架的分析装置能够防止做为完成性能改善的重要因素的SEI薄膜在分析时遭到水分破坏。而且，根据本发明的分析装置能够准确地分析对湿气氛敏感的带电正极和带电负极，从而可精确地预测Li电池的耐用性。此外，当分析不同类型的样品时，根据本发明的分析装置能够通过屏蔽湿气维持在高真空度的状态。从而实现准确分析。
尽管业已根据其优选实施例对本发明进行了具体地说明和描述，本领域普通技术人员当然可以在不背离由所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种托架，包括一样品座，其可容纳一样品并具有一导向槽；一样品接收器，在其上安装所述样品座并形成与所述导向槽互锁的一导轨；和一样品升降器，其上下提升所述样品接收器并接收和卸下所述样品座，其中所述样品升降器包括使所述样品接收器上下移动的驱动部分，和包括所述驱动部分并维持封闭状态下的一真空度的一真空室。
2.根据权利要求1所述的托架，其中所述样品接收器包括防止所述样品座移动的一固定销。
3.根据权利要求2所述的托架，其中所述固定销从所述样品接收器的一底表面向上凸出。
4.根据权利要求1所述的托架，其中所述导轨朝向所述样品接收器的内部从所述样品接收器的两侧面凸出。
5.根据权利要求1所述的托架，其中所述导轨由至少一条肋形成。
6.根据权利要求1所述的托架，其中所述样品座包括一样品堆叠器，在其中形成所述导向槽；和一夹持器，其与所述样品堆叠器的上部相连。
7.根据权利要求1所述的托架，其中所述驱动部分包括一螺杆，其使样品接收器上下移动；一转轴，其转动所述螺杆；和一手柄，其与所述转轴相连接并向所述转轴施加转动力。
8.根据权利要求1所述的托架，其中所述样品升降器进一步包括一被结合并固定到一外部装置上的锁定部分。
9.一种分析装置，包括一样品安装部分，其将一样品移入一分析室中；一照射部分，其向所述样品发射一电子束；和一检测部分，其检测来自所述样品的电子，以分析所述样品的一表面，其中所述样品安装部分包括一托架，其容纳并承载一容纳所述样品的样品座；一装载室，其可拆卸地安装于所述分析室中，与所述托架结合并将所述样品座装载至所述分析室中；和一导向杆，其穿过所述装载室并将所述样品座移至所述装载室中，其中所述托架包括一样品座，其可容纳一样品并具有一导向槽；一样品接收器，在其上安装所述样品座并形成与所述导向槽互锁的一导轨；和一样品升降器，其升降所述样品接收器并接收和卸下所述样品座，其中所述样品升降器包括驱动所述样品接收器上下移动的一驱动部分，和包括所述驱动部分并维持一封闭状态下的一真空度的一真空室。
10.根据权利要求9所述的分析装置，其中所述样品接收器包括防止所述样品座移动的一固定销。
11.根据权利要求9所述的分析装置，其中所述固定销从所述样品接收器的一底表面向上凸出。
12.根据权利要求9所述的分析装置，其中导轨朝向所述样品接收器的内部从所述样品接收器的两侧面凸出。
13.根据权利要求9所述的分析装置，其中所述导轨由至少一条肋形成。
14.根据权利要求9所述的分析装置，其中所述样品座包括一样品堆叠器，在其中形成所述导向槽；和一夹持器，其与所述样品堆叠器的上部相连。
15.根据权利要求9所述的分析装置，其中所述驱动部分包括一螺杆，其使所述样品接收器上下移动；一转轴，其转动所述螺杆；和一手柄，其与所述转轴相连接并向所述转轴施加一转动力。
16.根据权利要求9所述的分析装置，其中所述样品升降器进一步包括被结合并固定到一外部装置上的一锁定部分。
全文摘要
本发明提供一种托架及包括该托架的分析装置。托架包括样品座、样品接收器和样品升降器。样品座容纳样品并具有导向槽。样品座固定于样品接收器上，且与导向槽互锁的导轨形成于样品座中。样品升降器上下提升样品接收器并接受和卸下样品座。样品升降器包括驱动样品接收器上下移动的驱动部分和包括驱动部分并维持封闭状态下的真空度的真空室。因此，托架屏蔽水分，这样通过分析装置能够实现精确的分析。
文档编号G01N23/22GK1580751SQ20041004207
公开日2005年2月16日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年8月12日
发明者咸龙男 申请人:三星Sdi株式会社