CN220340092U - 一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，属于扫描电镜专用圆形钛片截面断口试样的装夹固定技术领域，包括依次螺栓连接的螺栓支撑板、仿形基座和挡板，仿形基座的上表面沿水平方向设有半圆柱形凹槽，半圆柱形凹槽中可放置多个圆形钛片试样，螺栓支撑板上沿半圆柱形凹槽的长度方向螺纹连接有平头螺栓，通过旋紧平头螺栓可便于夹紧多个圆形钛片试样，结构简单，使用方便，有助于提高检测效率，确保扫描电镜图像质量。

Description

一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具

技术领域

本实用新型适用于扫描电镜专用圆形钛片截面断口试样的装夹固定，具体涉及一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具。

背景技术

在材料表面改性领域，涂层与基体之间的界面结合和元素分布状况是表面处理工艺调整的重要依据，对所处理样品的截面进行检测分析是首当其冲的工作。扫描电镜有很高的分辨率，在观察特殊处理样品表面和截面的微观组织结构以及元素组成中具有其他设备所无法取代的优势，使用频率很高，但电镜分析对样品的装夹固定有着很高的技术要求。

对于纳米纤维涂层，由于特定的结构限制，需要在不破坏其纳米结构的前提下进行电镜分析，现阶段对于圆形钛片截面断口样品的扫描电镜分析，一是用镶嵌打磨法，这种方法破坏了纳米纤维的原始状态，获得的实验数据与实际状况偏差很大，其二是将半圆形截面试样断口朝上，用导电胶将其一侧粘合在电镜样品台的垂直壁上，进行扫描电镜观察分析，为了保证电子束均匀一致轰击样品截面，需要使被测截面断口与电镜样品台表面达到平行，目前只能通过目测的方法来实现两者的找平，对操作人员的技术水平和耐心有很高的要求，相当费时，而且试样的固定仅靠导电胶粘合这一种方式，稳固性差，在电子束的冲击下图像容易出现漂移现象，对实验数据的真实性和电镜图像的清晰度产生较大影响。

同时，在开始扫描分析前，电镜内部需要先抽真空，当达到一定的真空度要求时，才能开始测试，对样品进行扫描观察，这一准备过程需要40分钟左右的时间。每更换一次样品就需要重复一遍上述操作，导致检测过程繁杂，效率极低。

基于以上问题，本案申请人研发一种专门针对圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，该夹具结构简单，适应性强，避免样品单一粘贴固定在电镜样品台上时的操作失误和费时，提高检测效率，确保扫描电镜图像质量。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的针对圆形钛片截面断口专用的扫描电镜试样夹具，夹具一次可以装载多个截面断口试样进行电镜分析，显著提高扫描效率；截面断口和电镜样品台之间可实现快速找平，电子束轰击样品截面均匀，降低操作难度和时耗，保障电镜扫描效果。

一种新型圆形钛片截面断口专用的扫描电镜试样夹具，包括螺栓支撑板和挡板、仿形基座以及平头螺栓。螺栓支撑板和挡板通过普通六角螺栓与仿形基座连接，螺栓支撑板中心开设有一个螺栓孔，平头螺栓与螺栓支撑板呈螺栓配合并贯穿其中，拧动平头螺栓可以调节螺栓底部与挡板之间的距离，实现对钛片试样前后方向的夹紧。仿形基座是由一矩形紫铜块自上表面居中水平开设一贯穿整体的半圆柱形凹槽构成，基座作为待测样品的载体和夹具的主体，实现对钛片截面试样上下方向和左右方向的限制和固定。仿形基座的半圆柱形凹槽尺寸，以待测钛片试样尺寸和数量为依据，其半圆柱形底面直径比钛片试样直径增加0.2mm的配合间隙，其半圆柱高度，即凹槽长度由钛片厚度和一次装夹钛片数量决定。

在使用时，结合待测钛片尺寸，选取最优规格的仿形基座与挡板和螺栓支撑板相连接，将多片截面样品断口朝上，放入凹槽内，轻轻振动夹具，所有待测截面断口与基座上表面处于同一水平面内，截面找平成功后，拧动平头螺栓，减小平头螺栓底部与挡板之间的距离，夹紧试样，夹具与多个截面试样组合成一个整体，在夹具下表面粘贴导电胶与电镜样品台粘合在一起即可开始测试。

由于纳米纤维涂层和金属钛基体的弹性模量不同，在制备截面样品过程中大幅度的塑性变形会导致膜基之间的人为破坏，比如：膜基间撕裂，为尽可能保留膜基界面的原始状态，避免因为操作原因导致分析结果出现偏差，需对钛片进行预切割，即在钛片表面沿直径方向切割一条缝隙，使圆形钛片的2个半圆之间仅存0.5mm厚度的连接，如此预切割的钛片再进行表面改性处理后，用极小的力即可使2个半圆形钛片分开，断口处变形量小，很好地保留了纳米纤维改性层的原始生长状态，保证了扫描结果的准确性。

将经过表面改性处理的半圆形钛片截面断口朝上放入与之尺寸相适应的凹槽内，仅需轻轻振动夹具，所有待测截面断口与基座上表面即可处于同一水平面内，轻松实现可靠找平，找平效果明显且操作方法简单易行，保障扫描图像质量。同时，所述仿形基座兼具普适性，其凹槽尺寸与待测半圆形钛片尺寸相对应，在对不同尺寸试样进行电镜分析时，仅需选取最优规格尺寸的仿形基座与挡板和螺栓支撑板通过普通六角螺栓连接即可，夹具在保证扫描质量和提高效率的同时，兼具普适性。

对钛片试样进行电镜分析时，可以一次性放入多个钛片试样进行截面扫描分析，装置稳固，图像不漂移，照片质量好，检测效率高。

扫描电镜的信号源是发射电子束，为了得到清晰的图像，非导电样品需要进行喷金和粘贴导电胶处理。本实用新型所述夹具材质为紫铜，具有良好的导电性，钛片本身也具有良好的导电性，将试样放入凹槽内，振动夹具找平并且拧动平头螺栓对试样夹紧固定之后，试样与夹具自然组合成一个导电良好的整体，且待测截面样品之间由于平头螺栓的作用，连接紧密，不需要粘贴导电胶，仅需将夹具仿形基座下表面与电镜样品台之间用导电胶粘合即可。

附图说明

图1 夹具装配示意图。

图2 螺栓支撑板示意图。

图3 仿形基座示意图。

图4 螺栓挡板示意图。

图5 平头螺栓示意图。

具体实施方式

一种适用于圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，其装配示意图参阅图1，包含两端的螺栓支撑板2（参阅图2）和挡板4（参阅图4），以及两者之间的仿形基座3（参阅图3），在基座的上表面，有一个水平方向贯穿基座整体的半圆柱形凹槽，凹槽尺寸以待测钛片试样的尺寸和数量为依据，其半圆柱形底面直径比钛片试样直径增加0.2mm的配合间隙，其半圆柱高度，即凹槽长度由钛片厚度和一次装夹钛片数量决定，当把试样放入凹槽内并实现找平后，试样截面断口与基座的上表面位于同一水平面内，当检测不同尺寸的半圆形钛片试样时，仅需更换与之相对应尺寸规格的仿形凹槽。在螺栓支撑板2的中心处开有螺栓孔，平头螺栓1（参阅图5）从螺栓孔穿过并与螺栓支撑板2实现螺栓配合。夹具材质为紫铜，具有优良的导电性。

在使用时，将多片半圆形钛片截面试样断口朝上，放入仿形基座3的凹槽内，轻轻振动夹具，所有截面断口均与基座的上表面处于同一水平面内。拧动平头螺栓1，调节螺栓底部与挡板之间的距离，试样之间被夹紧。在夹具仿形基座的下表面粘贴导电胶，使夹具与样品台紧密粘合。仿形基座3限制和固定试样的上下和左右方向，平头螺栓1、螺栓支撑板2和挡板4在前后方向固定试样，试样与夹具组合成为一个整体，且导电性良好，在电子束轰击截面断口时，可以获得高质量的扫描图像。

Claims (4)

1.一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，其特征在于：包括螺栓支撑板(2)、仿形基座(3)和挡板(4)，所述仿形基座(3)的上表面沿水平方向设有半圆柱形凹槽，所述半圆柱形凹槽的直径与圆形钛片试样的直径间隙配合，所述半圆柱形凹槽的长度与若干圆形钛片的厚度配合，所述螺栓支撑板(2)设置在所述半圆柱形凹槽的一端，所述挡板(4)设置在所述半圆柱形凹槽的另一端，所述螺栓支撑板(2)和挡板(4)分别与所述仿形基座(3)螺栓连接，所述螺栓支撑板(2)上沿所述半圆柱形凹槽的长度方向螺纹连接有平头螺栓(1)。

2.如权利要求1所述的一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，其特征在于：所述仿形基座(3)上半圆柱形凹槽的直径比其上装夹的圆形钛片试样直径大0.2mm。

3.如权利要求1所述的一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，其特征在于：所述仿形基座(3)的材质为紫铜，具有导电性。

4.如权利要求1所述的一种圆形钛片截面断口试样的扫描电镜专用夹具，其特征在于：所述仿形基座(3)的下表面粘贴有导电胶。