用于扫描电镜的便携式原位拉伸装置的制作方法

本发明涉及材料微观结构表征，具体而言，涉及一种用于扫描电镜的便携式原位拉伸装置。

背景技术：

1、扫描电镜是研究材料微观领域的利器，其原理是利用纳米电子束对样品进行扫描，电子与材料相互作用激发出携带各类信息的逃逸电子，通过探测器收集这些电子并进行分析从而获得材料的相关信息。扫描电镜通常包括传递室和样品室，传递室和样品室之间通常设置有隔挡部，进行实验时，首先打开传递室舱门，通过传递室舱门将样品放置在传递室，对传递室进行抽真空后，打开隔挡部，将待测样品放置到样品室即可，如此设置，能够大大减少对扫描电镜的抽真空时间。

2、原位拉伸装置能够给材料施加载荷或提供一定的应变，然后通过扫描电镜电子束对材料进行扫描，利用各类探测器研究材料微观结构随载荷或应变的变化情况，该类原位试验对于探索材料塑性变形、微观组织有重要的现实意义。原位拉伸装置通常包括加载组件和样品拉伸组件，样品拉伸组件能够夹持并拉伸待测样品，加载组件与样品拉伸组件驱动连接以拉伸样品。

3、现有技术中的加载组件和样品拉伸组件通常为一体结构，如此设置，使得其整体的体积较大，进行实验时，通常需要打开样品室法兰口，通过样品室法兰口将原位拉伸组件放置到样品台上。由于样品室空间远大于传递室空间，打开样品室法兰会极大地破坏样品室内的真空状态，进而需要对样品室进行抽真空，造成抽真空时间较长，降低了原位拉伸试验的效率，并且频繁地启闭样品室会严重影响扫描电镜的使用寿命尤其是电子枪的寿命。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于扫描电镜的便携式原位拉伸装置，以解决现有技术中的一体结构的原位拉伸装置体积较大，将一体的原位拉伸装置通过样品室法兰口放置到样品室导致的试验效率低且影响扫描电镜使用寿命的问题。

2、本发明提供了一种用于扫描电镜的便携式原位拉伸装置，其包括：固定座；加载组件，设置在固定座上；滑动座，位于加载组件的一侧，滑动座可移动地设置在固定座上，滑动座与加载组件之间的间距可调；拉伸组件，可拆卸地设置在滑动座上，拉伸组件包括调节部和两个夹持部，两个夹持部沿调节部的长度方向间隔设置在调节部上，两个夹持部用于夹持待测样品的两个端部，调节部与两个夹持部驱动连接，以调节两个夹持部之间的间距；调节部具有相对设置的第一连接端和第二连接端，第一连接端与滑动座的远离加载组件的一端插接配合，第二连接端与加载组件可拆卸连接。

3、进一步地，调节部可相对滑动座转动；调节部包括沿长度方向顺次设置的第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段的旋向和第二螺纹段的旋向相反，两个夹持部分别与第一螺纹段和第二螺纹段螺纹连接，加载组件驱动调节部转动。

4、进一步地，加载组件具有输出轴，输出轴与调节部可拆卸连接，且与调节部驱动配合；便携式原位拉伸装置还包括：第一轴向限位结构，设置在第一连接端与滑动座之间，第一轴向限位结构用于限制调节部相对滑动座朝向远离加载组件的方向移动；第二轴向限位结构，设置在第二连接端和输出轴之间，第二轴向限位结构用于限制调节部相对滑动座朝向靠近加载组件的方向移动；第一轴向限位结构和第二轴向限位结构配合用于限制调节部相对滑动座在轴线方向的位置。

5、进一步地，滑动座包括沿调节部的长度方向依次设置的止挡部和承载部，止挡部远离加载组件设置，承载部用于放置拉伸组件，止挡部的高度高于承载部设置，止挡部的靠近承载部的一侧设置有第一限位孔，第一限位孔与第一连接端止挡配合，且第一连接端能够相对第一限位孔转动，第一限位孔形成第一轴向限位结构。

6、进一步地，便携式原位拉伸装置还包括：缓冲部，设置在第一限位孔内，缓冲部的一端与第一限位孔抵接配合，缓冲部的另一端与调节部的第一连接端抵接配合，以在调节部的长度方向上对调节部进行缓冲。

7、进一步地，便携式原位拉伸装置还包括：止转结构，设置在第二连接端与输出轴之间，止转结构用于限制第二连接端与输出轴之间在周向的相对位置，以使第二连接端与输出轴同步转动。

8、进一步地，输出轴的靠近滑动座的一端设置有第二限位孔，第二连接端伸入至第二限位孔并与第二限位孔限位配合，第二限位孔形成第二轴向限位结构。

9、进一步地，第二限位孔的周面设置有第一切面结构，第二连接端的周面设置有第二切面结构，第一切面结构与第二切面结构止转配合，以防止第二连接端相对输出轴转动，第一切面结构和第二切面结构配合形成止转结构。

10、进一步地，便携式原位拉伸装置还包括：操作把手，操作把手的轴线方向与滑动座的滑动方向相同，操作把手的一端与固定座螺纹连接，操作把手的另一端与滑动座转动连接，以驱动滑动座相对固定座移动。

11、进一步地，夹持部包括：支撑块，支撑块的顶面用于放置待测件，支撑块上设置有连接孔，沿支撑块的顶面至底面的方向，连接孔贯穿支撑块设置；压块，用于压设在支撑块的顶面；连接杆，设置在压块的底面，连接杆的底端穿过连接孔并突出压块的底面设置；连接螺母，与连接杆的底端螺纹连接，压块、连接杆以及连接螺母配合以将待测件固定在支撑块的顶面上。

12、应用本发明的技术方案，拉伸组件用于夹持并拉伸待测样品，拉伸组件分别与加载组件和滑动座可拆卸连接，如此设置，在对待测样品进行原位扫描测试时，只需要将体积较小的拉伸组件通过传递室舱门放置到传递室，之后对空间较小的传递室进行抽真空，抽真空结束后将拉伸组件通过隔挡部放置到样品室即可；如此设置，能够避免由于装置过大而通过样品室法兰将包括固定座、加载组件以及滑动座在内的装置放置到样品室的情况，避免了破坏样品室真空度的情况，进而提高了测试效率，同时也节约了测试成本。具体地，对待测样品进行原位拉伸扫描试验时，通过拉伸组件对待测样品进行夹持；之后，将拉伸组件放置到滑动座上，将调节部的第一连接端插接到滑动座的远离加载组件的一端；调节滑动座与加载组件的距离，调节到适宜的位置后，将调节部的第二端与加载组件连接；启动加载组件，加载组件对调节部施加作用力，以使两个夹持部相互远离并对待测样品进行拉伸以完成拉伸作业。拉伸结束后，解除加载组件与调节部的连接，向远离加载组件的方向移动滑动座，之后，将拉伸组件从滑动座上取下，并对拉伸后的待测样品进行扫描试验。传统技术方案中的原位拉伸装置为一体成型结构，其体积较大，仅能够通过样品室法兰口放置到样品室，抽真空需要的时间较长，。与传统的技术方案相比，本申请的设置，能够使得体积较小的拉伸组件通过传递室舱门放置到样品室，对传递室进行抽真空时间较短，成本较低，进而提升了原位扫描试验的效率，降低了测试成本。即本原位拉伸装置优势在于采用加载组件与拉伸组件分离的模式，便携式的拉伸组件可通过传递室传递到样品室进行扫描电镜试验，无需破坏样品室真空。并且，本试验装置可一组加载组件配制多个拉伸组件，可实现多人共用一台加载系统，互不干扰，这样极大增加了仪器的适应性，降低了使用门槛和成本。

技术特征：

1.一种用于扫描电镜的便携式原位拉伸装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述调节部(41)可相对所述滑动座(30)转动；所述调节部(41)包括沿长度方向顺次设置的第一螺纹段和第二螺纹段，所述第一螺纹段的旋向和所述第二螺纹段的旋向相反，两个所述夹持部(42)分别与所述第一螺纹段和所述第二螺纹段螺纹连接，所述加载组件(20)驱动所述调节部(41)转动。

3.根据权利要求2所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述加载组件(20)具有输出轴(201)，所述输出轴(201)与所述调节部(41)可拆卸连接，且与所述调节部(41)驱动配合；所述便携式原位拉伸装置还包括：

4.根据权利要求3所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述滑动座(30)包括沿所述调节部(41)的长度方向依次设置的止挡部(31)和承载部(32)，所述止挡部(31)远离所述加载组件(20)设置，所述承载部(32)用于放置所述拉伸组件(40)，所述止挡部(31)的高度高于所述承载部(32)设置，所述止挡部(31)的靠近所述承载部(32)的一侧设置有第一限位孔(311)，所述第一限位孔(311)与所述第一连接端止挡配合，且所述第一连接端能够相对所述第一限位孔(311)转动，所述第一限位孔(311)形成所述第一轴向限位结构。

5.根据权利要求4所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述便携式原位拉伸装置还包括：

6.根据权利要求3所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述便携式原位拉伸装置还包括：

7.根据权利要求6所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述输出轴(201)的靠近所述滑动座(30)的一端设置有第二限位孔(2011)，所述第二连接端伸入至所述第二限位孔(2011)并与所述第二限位孔(2011)限位配合，所述第二限位孔(2011)形成所述第二轴向限位结构。

8.根据权利要求7所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述第二限位孔(2011)的周面设置有第一切面结构，所述第二连接端的周面设置有第二切面结构，所述第一切面结构与所述第二切面结构止转配合，以防止所述第二连接端相对所述输出轴(201)转动，所述第一切面结构和所述第二切面结构配合形成所述止转结构。

9.根据权利要求1所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述便携式原位拉伸装置还包括：

10.根据权利要求1所述的便携式原位拉伸装置，其特征在于，所述夹持部(42)包括：

技术总结
本发明提供了一种用于扫描电镜的便携式原位拉伸装置，其包括：固定座；加载组件，设置在固定座上；滑动座，位于加载组件的一侧，滑动座可移动地设置在固定座上，滑动座与加载组件之间的间距可调；拉伸组件，可拆卸地设置在滑动座上，拉伸组件包括调节部和两个夹持部，两个夹持部沿调节部的长度方向间隔设置在调节部上，两个夹持部用于夹持待测样品的两个端部，调节部与两个夹持部驱动连接，以调节两个夹持部之间的间距；调节部具有相对设置的第一连接端和第二连接端，第一连接端与滑动座的远离加载组件的一端插接配合，第二连接端与加载组件可拆卸连接。

技术研发人员：董学光,王国军,娄花芬,钟鼓,吴浩,李英东,王军强,周玉立,史晓成,梁晓宁,范荣辉
受保护的技术使用者：中铝材料应用研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13