一种样品支座总成包括样品托盘、基板、样品台底座、以及安装到样品台底座上的校准用基准。基板的底部上的三个配合结构与附接到SEM的样品台上的样品台底座上的相应结构紧密配合。任选的接触导体在样品台底座与基板之间提供电接触从而使得电子束在样品上生成的电荷可以离开样品通过样品导电层到达样品托盘、基板、样品台底座、以及通过接地样品台。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种样品支座总成包括样品托盘、基板、样品台底座、以及安装到样品台底座上的校准用基准。基板的底部上的三个配合结构与附接到SEM的样品台上的样品台底座上的相应结构紧密配合。任选的接触导体在样品台底座与基板之间提供电接触从而使得电子束在样品上生成的电荷可以离开样品通过样品导电层到达样品托盘、基板、样品台底座、以及通过接地样品台。【专利说明】样品块支座
本专利技术涉及一种用于X射线光谱分析的矿物样品的样品块支座。
技术介绍
许多年来一直使用如来自FEI公司的QEMSCAN和MLA等矿物分析系统确定矿山中存在的矿物，以便确定存在有价值的矿物。这种系统将电子束引导向样品并对响应于电子束而来自材料的X射线的能量进行测量。这一种过程被称为“能量色散X射线分析”或“ EDS ”，其可以用于样品的元素分析或化学表征。在EDS分析中，高能带电粒子(如电子或质子)束或X射线束聚焦到正在被研究的样品内以激励样品发射X射线。从试样射出的X射线的能量特征在于组成该试样的元素的原子结构。通过使用能量色散光谱仪测量从试样射出的X射线的数量和能量以及对所测量的光谱与已知成分的参考光谱库进行比较，可以确定试样的未知元素成分。特别是当与反向散射电子(BSE)分析相结合时，EDS分析还可以用于量化大范围的矿物特征，如矿物丰度、粒度、以及解离。矿物纹理和解离度是矿石的基本特性并且推动其经济处理，使得这种类型的数据对从事过程优化、矿山可行性研究和矿石表征分析的地质学家、矿物学家以及冶金学家而言是非常宝贵的。这种类型的矿物分析系统还用于石油和天然气工业以及用于采矿业。可以分析钻屑(钻头引起的岩屑)和金刚石钻芯以允许地质学家确定钻井过程中遇到的材料的准确性质，这反过来允许对仍然在钻机前面的材料进行更准确的预测，因此降低了勘探和生产的风险。在钻井过程中，将一种被称为“泥衆(mud)”的液体注入井中以润滑钻机和将切屑从井中返回出来。可以从包括来自钻机的切屑的泥浆中取样。经常将非常重要的一点放在钻井时和钻井后两者对切屑和钻芯尽可能准确地进行文件编制。对储层顺序的井下岩性变化进行表征是勘探井和生产井中一项关键的要求，并且矿物学和岩相学研究巩固对储层和封闭层特征的基本理解。传统的光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)以及X射线衍射(XRD)分析方法在工业中很好地建立起来并且得到了广泛的应用。制备用于在如QEMSCAN和MLA系统等分析仪器中使用的样品，从而使得将有待分析的材料作为样品块(典型地直径为30 mm)内平坦的碳涂层表面呈递至仪器。从矿山上对有待分析的材料(如从矿山上取回的材料)仔细地进行取样，将其压碎并在模具中与环氧树脂混合。使样品固化并且然后移除样品块。对样品块进行研磨和抛光以暴露出一些颗粒的内部并且产生光滑的表面。该表面涂有一层碳膜以形成导电涂层来防止电子束进行的电充电。然后将样品块放到样品支座内并夹紧在适当的位置上。旧式的样品支座的调换需要操作员技能和理解配合表面、用眼进行的仔细对准、以及一些实例中的工具的使用。通过操作员眼睛进行的手动对准是困难的并且经常是误差的来源。如果没有正确地固定和对准样品支座(其仅可以通过完成系统设置来确认)，则可能需要重新完成整个过程。即，关闭束，排空真空室，以及移除并重新安装样品支座。经验较少的操作员可能不能辨认出样品支座没有对准和进行故障测量，失去许多小时的工作。—旦正确定位了样品支座块，则需要操作员使用SEM软件控制和样品台的手动操纵两者来将校准点重新输入到软件内。本操作需要清楚理解设置过程和完成样品台转动对准的知识和能力。该过程依赖于操作员技能而不是非常自动化的。将优选的是具有一种快速的、可重复的、不需要熟练操作员并且不受自动化影响的系统。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种方便本领域内的矿物学应用的样品支座。在优选实施例中，样品支座总成包括样品托盘、基板、样品台底座、以及安装到样品台底座上的校准用基准。基板的底部上的三个配合结构与附接到SEM的样品台上的样品台底座上的相应结构紧密配合。任选的接触导体在样品台底座与基板之间提供电接触从而使得电子束在样品上生成的电荷可以离开样品通过样品导电层到达样品托盘、基板、样品台底座、以及通过接地样品台。为了可以更好地理解以下本专利技术的详细说明，上文已经相当广泛地概述了本专利技术的特征和技术优点。下文将描述本专利技术的附加特征和优点。本领域技术人员应认识到所披露的概念和具体实施例可容易地用作改进或设计用于实施本专利技术相同目的其他结构的基础。本领域的技术人员还应认识到这些同等构造不脱离如所附权利要求书中所阐明的本专利技术的精神和范围。【专利附图】【附图说明】为了更加彻底地理解本专利技术及其优点，现在结合附图参考以下说明，其中: 图1为体现本专利技术的样品支座总成的分解图。图2示出了图1的样品支座总成的样品托盘的细节。图3示出了图1的样品支座总成的基板的顶视图。图4为一个分解图，示出了放置到样品台底座上的样品支座总成。图5为一个流程图，示出了使用本法明的实施例的优选步骤。【具体实施方式】用于矿物分析的带电粒子束系统优选坚固地用于在矿山或井场附近的场地中使用。旨在用于在该场地中使用的SEMS优选地被适配成用于供不太熟练的技术人员使用并用于自动化。这种设计属性对实验室中使用的SEMS也是有益的。样品支座的对准优选地是简单、精确、快速且容易自动化的。自动化矿物学的一个常见问题是束不能自动返回至之前设置的用于自动化系统校准的校准点并且在样品调换后不能返回用于测量的样品位置。如果将校准用基准定位在样品支座内并且与样品支座一起移除，则必须在样品台上仔细对准样品支座从而使得校准用基准相对于束定位在已知位置上。如果对准不正确，则束将每次冲击校准样品上的一个不同点，这会导致错误的校准和测量。本专利技术的优选鲁棒样品支座系统保证了精确且可重复的样品与校准用基准定位并且提供了以下情况:校准和样品位置不会受到操作员技能水平之间的差异的影响。优选实施例通过改进样品支座的易用性而允许手动操作中更高的精确度和速度并且允许自动化。优选实施例提供了更容易、更快的样品调换过程和校准用基准和样品的精确、可重复定位而在样品调换时操作员对定位没有影响。在优选实施例中，样品台到样品支座总成接口在样品支座总成和样品台底座上使用互补对准结构(如滚珠和椎体定位接口)来相对于样品台或安装到样品台上的样品台底座对样品支座进行定位和定向。当移除和替换样品支座时，校准用基准继续保持在SEM样品台上。校准用基准为操作员提供用于样品支座总成的正确定向的视觉定位器。图1示出了优选样品支座总成100的分解图，该样品支座总成包括样品托盘102、基板104、以及通过旋拧到从样品托盘102延伸出来的轴106而将样品托盘102固定到基板104上的旋钮106。当旋钮106旋拧到通过基板104从样品托盘102延伸出来的立柱112上时，多个样品块108 (未示出)被定位于样品托盘102中的六个孔110处并且固定在样品托盘102与基板104之间。基板104包括与如下所述的样品台底座上的相应配合结构配合的圆锥形压痕120。旋钮106允许操作员在不使用如螺丝刀工具的情况下快速地装配样品支座总成100。图2示出了样品托盘102内的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于具有带有样品台的样品室的带电粒子束系统的样品支座系统，包括： 用于附装到带电粒子束系统的样品台上的样品台底座，该样品台底座包括三个对准结构； 基板，包括三个对准结构，该基板上的每个对准结构被构造成用于与该样品台底座上的相应对准结构配合，该基板上的或样品台底座上的每一个配合对准结构包括半球形部分； 样品托盘，被配置成可移除地可附接到该基板上，该样品托盘具有用于对多个样品块进行定位的多个孔； 夹子，将该样品托盘夹持到该基板上；以及 校准用基准支座，被固定到该样品台底座上并且当在该带电粒子束系统内变换样品时其继续保持在该样品台底座上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M巴雷特，MD史密斯，M格里克，P斯卡内蒂，R托维，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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