扫描电子显微镜的样品台的制作方法

1.本实用新型涉及一种扫描电子显微镜的样品台。


背景技术：

2.扫描电子显微镜被广泛应用于表征分析各种固态物质的表面形貌和微区成分。样品台是扫描电子显微镜的重要部件之一，用来承载和固定样品，然后被装入托架中进入样品观测室，并在扫描电子显微镜其他系统的配合下成像以表征样品。通常是将样品用导电胶水或导电胶带固定在仪器自带的圆饼状样品台上，但对样品的形状和尺寸有较大的限制。特别是对于需要分析一些形状不规则的样品，例如拉伸断口样品、冲击断口样品等，一方面很难通过使用电胶水或导电胶带而稳定地固定在平面圆形样品台上，导致样品的测试过程中发生图像漂移现象，成像质量差，影响正常的测量及形貌分析，甚至在测试过程中出现样品脱落，造成仪器损坏；另一方面由于测试时电镜的极靴与样品之间的工作距离很近，固定在平面圆形样品台上的较大尺寸的样品容易碰撞到极靴。
3.另外，由于扫描电子显微镜中物镜的半漏磁设计对于磁性样品有很强的吸引作用，磁性样品若固定不牢则很容易被吸附到极靴上而造成电镜的损坏。例如，用于评价润滑脂性能的滚动轴承的磨斑分析是利用扫描电子显微镜的成像技术同时结合能谱分析，来确定杂质元素以及润滑脂中的元素对磨斑成因的影响，其中所用的滚动轴承为球形且具有磁性。目前对于滚动轴承的测试前制样通常有以下两种方法：一种制样方法是将滚动轴承切割出一个平面再用导电胶带粘附固定，该方法不但会完全破坏滚动轴承的结构，导致样品无法进行后续其他检测和再利用，而且在切割过程中产生的高温以及外来污染问题，会导致样品表面被污染，而使其组成发生较大改变，无法获得准确的分析结果；另一种制样方法是利用导电胶带多层包裹进行固定，但球形的滚动轴承与样品台无法形成稳定地固定，容易被吸附到极靴上而损坏电镜，同时用于包裹的导电胶带一方面粘附在样品表面导致样品表面被污染，另一方面导电胶带中含有大量的有机成分，在真空中易挥发造成污染，影响真空等级，最终导致扫描电镜的使用寿命缩短。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种扫描电子显微镜的样品台，能够对各种形状的样品形成稳定地固定且不会造成样品被污染或损坏，有效降低图像漂移现象的发生，从而改善成像质量，特别是能够防止磁性样品被吸附到极靴上，同时避免了导电胶带对电镜的污染及样品台后续的残留物清理工作，提高工作效率。
5.为达到上述目的，本实用新型提供一种扫描电子显微镜的样品台，包括：
6.样品台本体1，所述样品台本体为正方体形状，所述样品台本体1具有样品槽1a，所述样品槽1a为上端开口的长方体形状，样品槽1a与样品台本体1 的纵向中心轴线在同一条直线上，所述样品台本体1的四个侧壁上均设置有多个大小相同的第一螺纹孔1b，所述第一螺纹孔1b沿侧壁中心处向上端开口的轴线方向等距离分布，所述第一螺纹孔1b与样品槽1a
联通，所述样品台本体 1的底部中心处设置有第二螺纹孔1c，所述第二螺纹孔1c与样品槽1a联通；
7.紧固螺栓2，所述紧固螺栓2由第一螺纹杆2a和第一螺帽2b组成，所述第一螺帽2b上设有十字凹槽，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a的直径与第一螺纹孔1b的内径相匹配，所述紧固螺栓2与样品台本体1通过螺纹配合连接；
8.钉型腿3，所述钉型腿3为圆柱体且设置有螺纹，且钉型腿3的直径与第二螺纹孔1c的内径相匹配，所述钉型腿3的一端与样品台本体1通过螺纹配合连接。
9.进一步地，所述样品台本体1上端的四个顶角处分别设有安装孔1d，安装孔内壁设有螺纹，通过螺钉4将网状压板5覆盖固定在样品台本体上端，所述螺钉4由第二螺纹杆4a和第二螺帽4b组成，所述第二螺纹杆4a与安装孔1d 通过螺纹紧固连接，所述第二螺帽4b上设有十字凹槽，所述网状压板5的形状与样品台本体的底面形状相同，且网状压板的网孔为正方形，网孔的边长大于第二螺纹杆4a的直径且小于第二螺帽4b的直径。
10.进一步地，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a的底端设有第一石墨垫片6a，所述第一石墨垫片6a与第一螺纹杆2a通过导电胶带或导电银胶连接，所述第一石墨垫片6a的直径与第一螺纹杆2a的直径相同。
11.进一步地，所述钉型腿3的底端设有第二石墨垫片6b，所述第二石墨垫片6b与钉型腿3通过导电胶带或导电银胶连接，所述第二石墨垫片6b的直径与钉型腿3的直径相同。
12.进一步地，所述样品台本体1侧壁上的第一螺纹孔1b的内径与样品台本体1底部中心的第二螺纹孔1c的内径相同。
13.进一步地，所述第一螺纹孔1b的内径大于安装孔1d的内径。
14.本实用新型的有益效果是：(1)可以直接稳固地固定不同形状的样品，不会对样品造成污染或破坏，保持样品的原有状态；(2)能够对各种形状的样品形成稳定地固定，有效降低图像漂移现象的发生，从而改善成像质量，提高测试准确性；(3)能够防止样品在测试中发生脱落或碰撞到极靴，同时防止磁性样品被吸附到极靴上，避免对电镜造成损坏；(4)避免导电胶带对电镜的污染及样品台后续的残留物清理工作，提高工作效率。
附图说明
15.图1为本实用新型的一些实施方式的立体结构示意图。
16.图2为本实用新型的一些实施方式的俯视图。
17.图3为本实用新型的一些实施方式的俯视图。
18.附图标记说明：1-样品台本体；1a-样品槽；1b-第一螺纹孔；1c-第二螺纹孔；1d-安装孔；2-紧固螺栓；2a-第一螺纹杆；2b-第一螺帽；3-钉型腿； 4-螺钉；5-网状压板；6a-第一石墨垫片；6b-第二石墨垫片；7-样品。
19.应理解，附图仅出于示例目的来绘制，不应视为是对本实用新型的限制。
具体实施方式
20.下面结合附图1至附图3对本实用新型作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图1至附图3中示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构，
且附图1至附图3仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。
21.如果没有特别的说明，本实用新型的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
22.如果没有特别的说明，本实用新型的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
23.如果没有特别的说明，本实用新型所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
24.如果没有特别的说明，在本实用新型中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“a或b”表示“a，b，或a和b两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“a或b”：a为真(或存在)并且b为假(或不存在)；a为假 (或不存在)而b为真(或存在)；或a和b都为真(或存在)。
25.本实用新型提供一种扫描电子显微镜的样品台，如图1和图2所示，该扫描电子显微镜的样品台包括：
26.样品台本体1，所述样品台本体为正方体形状，所述样品台本体1具有样品槽1a，所述样品槽1a为上端开口的长方体形状，样品槽1a与样品台本体1 的纵向中心轴线在同一条直线上，所述样品台本体1的四个侧壁上均设置有多个大小相同的第一螺纹孔1b，所述第一螺纹孔1b沿侧壁中心处向上端开口的轴线方向等距离分布，所述第一螺纹孔1b与样品槽1a联通，所述样品台本体 1的底部中心处设置有第二螺纹孔1c，所述第二螺纹孔1c与样品槽1a联通；
27.紧固螺栓2，所述紧固螺栓2由第一螺纹杆2a和第一螺帽2b组成，所述第一螺帽2b上设有十字凹槽，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a的直径与第一螺纹孔1b的内径相匹配，所述紧固螺栓2与样品台本体1通过螺纹配合连接；
28.钉型腿3，所述钉型腿3为圆柱体且设置有螺纹，且钉型腿3的直径与第二螺纹孔1c的内径相匹配，所述钉型腿3的一端与样品台本体1通过螺纹配合连接。
29.在本实用新型中，所述样品台本体1的两个相向侧壁上设置的第一螺纹孔 1b呈对称分布。
30.在本实用新型中，所述紧固螺栓2由第一螺纹杆2a和第一螺帽2b组成，第一螺纹杆2a和第一螺帽2b的连接呈一体结构(例如可以一体成型而成)。
31.在本实用新型中，紧固螺栓2和钉型腿3均能够通过旋转方式进入样品台本体1中而对样品槽1a中的样品进行固定，样品大小不同，紧固螺栓2和钉型腿3拧进距离长短随之不同，但都可以起到牢固固定的效果，实现对样品的可靠固定。操作人员通过调整钉型腿3使样品的上端(最高处)与样品槽1a上端目测保持基本水平，并且通过调整紧固螺栓2使样品目测基本位于样品槽 1a中间处。
32.在本实用新型中，可根据样品的大小、薄厚等情况适配地选择不同长度的紧固螺栓2和钉型腿3，只要能够保证稳定地固定样品并能够使样品台顺利地进出扫描电子显微镜即可。本实用新型的扫描电子显微镜的样品台可以将一定尺寸范围内薄片到块状的样品均牢固地固定，且样品的形状不限，例如用于评价润滑脂性能的呈球形的滚动轴承。
33.在本实用新型中，钉型腿3的一端与样品台本体1通过螺纹配合连接用于固定样品，另一端能够将本实用新型的样品台连接在扫描电子显微镜中的样架上。
34.在一些实施方式中，所述样品台本体1上端的四个顶角处分别设有安装孔 1d，安装孔内壁设有螺纹，通过螺钉4将网状压板5覆盖固定在样品台本体上端，所述螺钉4由第二螺纹杆4a和第二螺帽4b组成，所述第二螺纹杆4a与安装孔1d通过螺纹紧固连接，所述第二螺帽4b上设有十字凹槽，所述网状压板 5的形状与样品台本体的底面形状相同，且网状压板的网孔为正方形，网孔的边长大于第二螺纹杆4a的直径且小于第二螺帽4b的直径，如图3所示。将网状压板5覆盖固定在样品台本体上端，可以有效防止一些磁性样品在测试时被吸附到极靴上而造成电镜损坏。
35.在本实用新型中，所述螺钉4由第二螺纹杆4a和第二螺帽4b组成，第二螺纹杆4a和第二螺帽4b的连接呈一体结构(例如可以一体成型而成)。
36.在一些实施方式中，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a的底端设有第一石墨垫片6a，所述第一石墨垫片6a与第一螺纹杆2a通过导电胶带或导电银胶连接，所述第一石墨垫片6a的直径与第一螺纹杆2a的直径相同。
37.在一些实施方式中，所述钉型腿3的底端设有第二石墨垫片6b，所述第二石墨垫片6b与钉型腿3通过导电胶带连接，所述第二石墨垫片6b的直径与钉型腿3的直径相同。
38.在一些实施方式中，所述样品台本体1侧壁上的第一螺纹孔1b的内径与样品台本体1底部中心的第二螺纹孔1c的内径相同。在这情况下，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a的直径与所述钉型腿3的直径相同。
39.在本实用新型中，石墨垫片一方面可以增加样品与样品台之间的导电性，以便将样品上积聚的电荷传到出去，从而改善成像质量；另一方面可以避免样品与螺纹杆之间的刚性接触，从而避免螺纹杆对样品表面造成磨损。
40.在一些实施方式中，所述第一螺纹孔1b的内径大于安装孔1d的内径。在这种情况下，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a的直径大于螺钉4的第二螺纹杆 4a的直径。
41.在本实用新型中，所述紧固螺栓2的第一螺纹杆2a、钉型腿3、螺钉4的第二螺纹杆4a均为全螺纹螺柱式。
42.在本实用新型中，样品台本体1的材质为黄铜，在保证所需力学性能的同时，导电性强，抗干扰性好，紧固螺栓2、钉型腿3和螺钉4的材质也为黄铜，这些与样品台本体1上的螺纹孔具有相同材质有利于减少螺纹的磨损。另外，网状压板5的材质也可为黄铜。
43.在本实用新型使用时，操作人员首先将样品放入样品台本体1的样品槽 1a中，然后根据样品的形状和大小选择适配长度的紧固螺栓2和钉型腿3，通过调整钉型腿3使样品的上端(最高处)与样品槽1a上端目测保持基本水平，并且通过调整紧固螺栓2使样品目测基本位于样品槽1a中间处，调整好样品的位置后将紧固螺栓2和钉型腿3拧紧直至顶紧固定好样品，最后将本实用新型的样品台通过钉型腿3的另一端连接到扫描电子显微镜中的样架上。对于一些强磁性样品，还可以通过螺钉4将网状压板5覆盖固定在样品台本体上端，以进一步防止样品测试时被吸附到极靴上。此外，对于一些导电性较差的样品或是为避免螺纹杆对样品表面造成磨损，可以通过用导电胶带或导电银胶将石墨垫片连接在紧固螺栓2和钉型腿3的底端。
44.以上实施方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施方式，凡基于本实用新型所作的任何改变、修饰、替代、组合或者变形均属于本实用新型权利要求的保护范围。