一种扫描电镜用多功能样品台的制作方法

本实用新型属于扫描电镜用样品台技术领域，特别是一种扫描电镜用多功能样品台。

背景技术：

扫描电子显微镜(扫描电镜)是一种现代材料分析中的重要仪器，它具有放大倍数可调范围宽、成像分辨率高、景深大等特点，广泛应用于冶金学、材料学、生物学、医学等领域，促进了各有关学科的迅速发展。扫描电镜的一个重要特点是景深大，扫描电镜的焦深比透射电子显微镜大数十倍，比光学显微镜大几百倍。由于图像景深大，故所得扫描电子图像富有立体感，具有三维形态，能够提供比其它显微镜更多的信息，具有极大的使用价值。扫描电镜所显示的样品形貌在教学、科研和生产中，有着其它电镜不可替代的作用。

样品台是扫描电镜的关键部件之一，它用以承载样品，并通过电子系统成像表征样品的特征。由于扫描电镜自身结构特点，待观测的试样需要稳定地安置于样品台上，且被观测表面要垂直于电子束的入射方向。

在科研和生产过程中使用样品台时，技术人员普遍遇到了下述问题：

1)功能单一。目前使用的样品台功能单一，有的只能放置表面样品，有的只能放置断面样品，有的虽然可同时放置断面样品和表面样品，每次样品台进观察仓抽真空的样品类型少，扫描电镜的利用率低，科研成本高。

2)圆柱形样品容易脱落。观察圆柱形样品的断面时，圆柱形样品的上表面和下表面打磨好后使两表面平行，需稳定的放置在样品台上才能进行观察，目前暂无专门承载圆柱形样品的样品台。技术人员一般采用的方法是：在样品台表面粘贴导电胶带或导电胶水，然后将圆柱形样品的下表面固定在导电胶带或导电胶水上，再进行观察分析。在操作过程中，圆柱形样品很容易从样品台上脱落下来，不但影响样品的观察，而且还会对扫描电镜的仓体造成污染，不得不停机维修，工作效率低。

3)不能保证电子束垂直于样品断面。观察片状样品尤其是薄膜状样品的断面时，样品无法稳定地放置在普通的样品台上，而且很难保证样品的断面呈水平方向，造成竖直射下的电子束不能垂直于样品断面所处的平面，观察圆柱形样品的断面时同样会遇到这种情况。

4)厚度不同的断面样品不易固定。固定片状样品尤其是厚度不同的样品时，因为样品的与断面垂直的侧面是靠导电胶带的粘性贴紧在样品台的竖直面上，被测样品容易在观察过程中倾斜甚至脱落。

申请号201920434354.5的专利公开了一种观察样品断口的扫描电镜用样品台，存在如下问题：①功能单一，只能放置需观察断口(面)的样品；②只能放置6个样品，数量少，工作效率低，其中第一凹槽可安放圆柱形样品，如果借用第二凹槽和第三凹槽安放圆柱形样品时，用紧固螺钉对样品进行紧固困难，容易造成样品偏离或倾斜。

申请号201720326350.6的专利公开了一种可观察样品断面的夹紧式扫描电镜用样品台，存在如下问题：①无法放置圆柱形样品；②如果不使用导电胶带，则每次只能放置两个断面样品；③如果使用导电胶带，则对多个粘附在样品台竖直面上的样品进行夹紧时，要求样品的厚度一致，使用范围窄，工作难度大。

申请号201320330613.2的专利公开了一种可夹持式断面及表面样品用扫描电镜样品台，存在如下问题：①无法放置圆柱形样品；②如果不使用导电胶带，则每次只能放置8个断面样品；③如果使用导电胶带，则对多个粘附在样品台竖直面上的样品进行夹紧时，要求样品的厚度一致，使用范围窄，工作难度大。

如何解决上述问题，是本领域技术人员工作的当务之急。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种扫描电镜用多功能样品台，解决如下技术问题：①如何做到一次可同时放置圆柱形样品、断面样品和表面样品，提高扫描电镜样品台的利用率和技术人员的工作效率；②如何保证断面样品稳定地放置在样品台上，且保证样品的断面所处的平面垂直于电子束的入射方向；③如何保证多个厚度不同的断面样品都能被有效固定，使其在观察的过程中不会倾斜更不会脱落；④如何保证圆柱形样品能被有效固定且其断面所处的平面垂直于电子束的入射方向，使其在观察的过程中不会倾斜更不会脱落。

本实用新型采用如下技术方案：一种扫描电镜用多功能样品台，包括主台、副台、弹性垫、圆头紧固螺栓、载样桶、紧固螺杆、磁环ⅰ、磁环ⅱ和上顶螺钉，其特征在于：所述的弹性垫粘贴在副台上，所述的主台与副台连接在一起。

所述的主台下半部是圆形，上半部是半圆形，包括平面台、托面台、定位凹槽和阶梯通孔，定位凹槽位于平面台的平面一侧，阶梯通孔的大孔位于平面台的弧面一侧，阶梯通孔的小孔贯穿平面台将定位凹槽与阶梯通孔的大孔相连。

所述的副台呈弓形，包括弓形块、定位凸起、螺纹孔、固定套孔和螺钉孔ⅰ，定位凸起位于弓形块的平面一侧，定位凸起上设有螺纹孔，固定套孔位于弓形块的上半部，螺钉孔ⅰ位于弓形块的下半部，螺钉孔ⅰ是由大孔和带有内螺纹的小孔组成的阶梯孔，磁环ⅰ位于固定套孔的底部，磁环ⅰ镶嵌入弓形块中；

所述的上顶螺钉安装在副台的螺钉孔ⅰ内。

所述的载样桶安装在副台的固定套孔内，载样桶底部镶嵌有磁环ⅱ，载样桶桶壁上开有螺钉孔ⅱ，紧固螺杆安装在螺钉孔ⅱ上。

所述的主台的定位凹槽与副台的定位凸起相配合连接，将主台与副台安装在一起。

所述的定位凸起的高度比定位凹槽的深度小0.2mm。

所述的圆头紧固螺栓穿过主台的阶梯通孔，与副台的螺纹孔配合连接，将主台和副台紧固在一起，所述的副台安装在主台的托面台上时，副台的上表面与主台的平面台上表面处于同一水平面内。

所述的弹性垫的厚度为0.5mm-1.5mm。

所述的紧固螺杆为全螺纹，一端设有一字凹槽。

所述的圆头紧固螺栓由杆身和圆形端头组成，在杆身端设有外螺纹，在圆形端头开有一字凹槽。

所述的上顶螺钉由杆身和圆形帽组成，杆身为全螺纹，杆身端头设有一字凹槽。

本实用新型具有以下有益技术效果：

1)主台的平面台表面可放置需要观察表面的表面样品，主台侧面可放置需要观察断面的断面样品，副台的固定套孔内可放置需要观察断面的圆柱形样品，功能多样，提高了扫描电镜样品台的利用率，减少了操作人员的工作强度。

2)通过旋转一字凹槽拧紧圆头紧固螺栓，将主台和副台连接在一起，副台对粘贴在主台侧面的断面样品起到压紧作用，可以将断面样品稳定地放置在样品台上，并且很好地保证了样品断面所在的水平面垂直于电子束入射的方向，保证了对断面样品观察的顺利进行。

3)通过在副台上粘贴弹性垫，使弹性垫对粘贴在主台侧面不同厚度的断面样品均起到压紧作用，放宽了对断面样品厚度的要求，扩大了样品台的使用范围，降低了工作难度。

4)通过将圆柱形样品放置在载物桶内并利用紧固螺杆对其固定，然后将载物桶放入固定套孔内，利用两个磁环的吸力将载样桶与弓形块连接在一起，有效保证了圆柱形样品断面所处的平面垂直于电子束的入射方向，并使其在观察的过程中不会倾斜更不会脱落。

附图说明

图1为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台主剖视图；

图2为图1中a处局部放大图；

图3为图1中b处局部放大图；

图4为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台俯视图；

图5为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台左视图；

图6为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的主台主剖视图；

图7为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的主台俯视图；

图8为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的主台左视图；

图9为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的主台右视图；

图10为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的副台主剖视图；

图11为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的副台俯视图；

图12为图11中的c处放大图；

图13为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的副台左视图；

图14为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的载样桶(带磁环ⅱ和紧固螺杆)主剖视图；

图15为图14中的d处放大图；

图16为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的载样桶俯视图；

图17为本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台的载样桶仰视图。

附图标记说明：1、主台，1-1、平面台，1-2、托面台，1-3、定位凹槽，1-4、阶梯通孔2、副台，2-1、弓形块，2-2、定位凸起，2-3、螺纹孔，2-4、固定套孔，2-5、螺钉孔ⅰ，3、弹性垫，4、圆头紧固螺栓，5、载样桶，5-1、螺钉孔ⅱ，6、紧固螺杆，7、磁环ⅰ，8、磁环ⅱ，9、上顶螺钉，10、导电胶ⅰ，11、断面样品，12、导电胶ⅱ，13、表面样品。

注：在本实用新型的附图中，未示出圆柱形样品，仅示出一个表面样品。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图17所示，一种扫描电镜用多功能样品台，包括主台1、副台2、弹性垫3、圆头紧固螺栓4、载样桶5、紧固螺杆6、磁环ⅰ7、磁环ⅱ8和上顶螺钉9，其特征在于：所述的弹性垫3粘贴在副台2上，所述的主台1与副台2连接在一起。

所述的主台1下半部是圆形，上半部是半圆形，包括平面台1-1、托面台1-2、定位凹槽1-3和阶梯通孔1-4，定位凹槽1-3位于平面台1-1的平面一侧，阶梯通孔1-4的大孔位于平面台1-1的弧面一侧，阶梯通孔1-4的小孔贯穿平面台1-1将定位凹槽1-3与阶梯通孔1-4的大孔相连。

所述的副台2呈弓形，包括弓形块2-1、定位凸起2-2、螺纹孔2-3、固定套孔2-4和螺钉孔ⅰ2-5，定位凸起2-2位于弓形块2-1的平面一侧，定位凸起2-2上设有螺纹孔2-3，固定套孔2-4位于弓形块2-1的上半部，螺钉孔ⅰ2-5位于弓形块2-1的下半部，螺钉孔ⅰ2-5是由大孔和带有内螺纹的小孔组成的阶梯孔，磁环ⅰ7位于固定套孔2-4的底部，磁环ⅰ7镶嵌入弓形块2-1中。

所述的上顶螺钉9安装在副台2的螺钉孔ⅰ2-5内。

所述的载样桶5安装在副台2的固定套孔2-4内，载样桶5底部镶嵌有磁环ⅱ8，载样桶5桶壁上开有螺钉孔ⅱ5-1，紧固螺杆6安装在螺钉孔ⅱ5-1上。

所述的主台1的定位凹槽1-3与副台2的定位凸起2-2相配合连接，将主台1与副台2安装在一起。

所述的定位凸起2-2的高度比定位凹槽1-3的深度小0.2mm，以保证当副台2上的弹性垫3掉落时，在没样断面样品11的情况下，将副台2与主台1用圆头紧固螺栓4连接时，也不会损坏螺纹孔2-3和圆头紧固螺栓4的外螺纹。

所述的圆头紧固螺栓4穿过主台1的阶梯通孔1-4，与副台2的螺纹孔2-3配合连接，将主台1和副台2紧固在一起，形成一个整体的圆柱形，所述的副台2安装在主台1的托面台1-2上时，副台2的上表面与主台1的平面台1-1上表面处于同一水平面内。

所述的弹性垫3的厚度为0.5mm-1.5mm。

所述的圆头紧固螺栓4由杆身和圆形端头组成，在杆身端设有外螺纹，在圆形端头开有一字凹槽，可用一字螺丝刀旋转一字凹槽带动紧固螺栓4转动。

所述的紧固螺杆6为全螺纹，一端设有一字凹槽。

所述的上顶螺钉9由杆身和圆形帽组成，杆身为全螺纹，杆身端头设有一字凹槽。

使用本实用新型一种扫描电镜用多功能样品台时，按下列步骤操作：

1)在主台1的侧面上方粘贴导电胶带ⅰ10。

2)在1)中所述的导电胶带ⅰ10上粘贴断面样品11，断面样品11的一个侧面与导电胶带ⅰ10粘接，使断面样品11的断面在同一水平面内且略高出平面台1-1的上表面。

3)将副台2沿主台1的托面台1-2向中间推进，利用主台1的定位凹槽1-3与副台2的定位凸起2-2的配合，安装好副台2。

4)将圆头紧固螺栓4插入主台1的阶梯通孔1-4中，用一字螺丝刀旋转圆头紧固螺栓4的一字凹槽，利用圆头紧固螺栓4的外螺纹与副台2的螺纹孔2-3的配合，将主台1和副台2连接在一起并压紧粘贴在主台1侧面导电胶带ⅰ10上的断面样品11，此时与副台2粘贴在一起的弹性垫3与断面样品11的侧面接触，弹性垫3在弹性作用下可以将厚度不同的断面样品11同时压紧。

5)在主台1的上表面粘贴导电胶带ⅱ12。

6)在5)中所述的导电胶带ⅱ12上粘贴表面样品13。

7)将圆柱形样品放入载样桶5内，旋转载样桶5桶壁上的紧固螺杆6的一字凹槽，将圆柱形样品固定，将装有圆柱形样品的载样桶5放入副台2的固定套孔2-4内，依靠磁环ⅰ7和磁环ⅱ8的相互吸引力将载样桶5与弓形块2-1连接在一起。

8)将样品台装入样品台托架并紧固后送进扫描电镜的观察仓，抽真空。

9)打开高压，电子束射入，开始对样品进行观察。

10)观察完毕，关高压，取出样品台托架，拆下样品台。

11)用一字螺丝刀旋转圆头紧固螺栓4的一字凹槽，将主台1与副台2拆开。

12)用一字螺丝刀旋转上顶螺钉9的一字凹槽，利用顶螺钉9的上升将载物桶5顶出。

13)用一字螺丝刀旋转紧固螺杆6的一字凹槽，松动圆柱形样品，将圆柱形样品取出。

14)用摄子将导电胶ⅰ10、断面样品11、导电胶ⅱ12、表面样品13取下。

15)样品台各部件归位。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，而其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，都包含在本实用新型保护范围之内。