一种高分辨显微CT样品制备装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高分辨显微CT样品制备装置及方法，显微CT样品制备装置包括：支架、样品支撑杆、同轴保护器、石蜡、压杆。采用同轴保护器套在样品支撑杆上再填装样品，保证了样品支撑杆和同轴保护器筒同轴心，向同轴保护器筒内放的样品非常容易地落（粘）到样品支撑杆上，并保证样品旋转直径不超过样品支撑杆直径。采用粘性石蜡这种由C、H元素组成的低密度物质作为粘合材料，即能方便快速的将样品与样品支撑杆粘牢，也不会轻易向样品中渗透物质，更能在后续图像处理中方便地将其过滤掉。本发明专利技术能够快速准确地为高分辨率显微CT测试制备样品。

A high resolution micro CT sample preparation device and its application method

The invention provides a high resolution micro CT sample preparation device and a method. The micro CT sample preparation device comprises a bracket, a sample support rod, a coaxial protector, a paraffin, and a pressure bar. The coaxial protector is used to fill the sample on the sample support bar, and the sample support rod and coaxial protector cylinder are the same axis. The samples from the coaxial protector can easily fall (sticky) to the sample support rod, and ensure that the diameter of the sample's rotation does not exceed the diameter of the sample support rod. The low density material, which consists of C and H elements, is used as adhesive material, that is, it is convenient and quick to stick the sample with the sample support rod, and will not easily penetrate the sample into the sample. It can be easily filtered out in the subsequent image processing. The invention can rapidly and accurately prepare samples for high resolution micro CT test.

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨显微CT样品制备装置及使用方法
本专利技术涉及一种样品制备方法，具体涉及一种高分辨显微CT样品制备装置及使用方法。
技术介绍
显微CT（Micro-ComputedTomography），也称为X射线微断层摄影术。是指空间分辨率能够达到lum左右的CT。显微CT的主要组成包括X射线源、旋转样品台和高分辨率探测器三个部分。X射线源和探测器固定，样品在X射线源和探测器之间旋转，由X射线源连续产生锥形的X射线束穿透待测样品，在X射线检测器上成像，样品离光源越近，分辨率越高。通过以一定的角度速率对样品进行旋转，获得样品在不同角度时的X射线投影图，通过相应的计算机软件，将每个角度的投影图像进行重构，还原成在电脑中可分析的3D图像。为了达到较高的分辨率，样品与光源的距离非常近，比如布鲁克2211型显微CT，当分辨率为100nm时，样品到光源的距离小于1mm。所以，为了使样品在旋转时不触碰光源的铍窗，在有限的（CCD）视野范围内观察到尽量大的样品体积，必须尽量保证样品的中心线与仪器旋转台的轴心重合。由于仪器旋转台直径较大，样品需要经过与旋转台同轴心的支撑杆连接旋转台。因此，样品中心线须尽量与支撑杆的中心线重合，且旋转直径不大于支撑杆直径（为保证支撑杆的强度、笔直性和稳定性，选择允许范围内尽量粗的支撑杆）。由于高分辨率扫描时样品非常小，例如100nm分辨率时，样品直径为0.5mm左右，肉眼观察困难，很难准确地将样品放到支撑杆的中心位置上。由于支撑杆较长，也不好借助显微镜操作，所以需要研发一种设备或装置，将细小的样品精确地放到支撑杆上，并使样品旋转直径不超过支撑杆直径。由于目前显微CT数量较少，制样装置不多，常规制样手段成功率极低。已开发出的制样手段成功率较高，但非常繁琐，例如专利201710201705.3公开的岩石的纳米测试样品制备装置和制备方法中，即用到显微镜，又用到环氧树脂，不利于显微CT的快速制样要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种将细小的样品精确地放到支撑杆上，并使样品旋转直径不超过样品支撑杆直径的高分辨显微CT样品制备装置及使用方法。专利技术详述本专利技术提供一种显微CT样品制备装置，该装置包括：支架（6），样品支撑杆（1），同轴保护器（2），石蜡（3），压杆（5）。所述支架（6）为具有水平台面、高度可调的稳固的四腿支架，台面中间有能够穿过样品支撑杆（1）的孔，台面大小要保证完全放得下同轴保护器。所述样品支撑杆（1）为圆柱型，一端与仪器旋转台连接，一端盛放样品（4），盛放样品一端设有凹槽（8），其长度和直径根据仪器需要，长100-200mm，直径为0.3-2mm，进一步，所述的凹槽底部为锥形，锥形部分深度为1-2mm，上端为圆柱形，圆柱形部分深度为1mm。所述同轴保护器（2）为可开合的厚壁圆管，由两个半圆管组成，对合处有定位装置，圆管内壁光滑，内径与支撑杆盛放样品一端直径相同，圆管外壁设有便于抓取的凸起，高度30-50mm，壁厚5-10mm，金属材质。所述石蜡（3）具有一定的粘性和可塑性，能够将样品与样品支撑杆（1）固定（粘）在一起，外力撤销后不会使样品（4）回弹。所述压杆（5）为一圆柱体，其直径略小于同轴保护器（2）内径，能够在同轴保护器（2）内自由移动。材质为塑料。利用以上装置，本专利技术提供一种高分辨显微CT样品制备方法，具体步骤如下：1.样品准备：根据高分辨显微CT测试需要，将样品（4）加工成合适直径和高度的圆柱体（样品直径略小于支撑杆直径，对于难加工的样品，也可以是其它形状），底部为锥形或尖状。2.显微CT样品制备装置准备：将样品支撑杆（1）竖直放到支架（6）台面中间的孔中，取适量石蜡（3）填入样品支撑杆（1）的顶端凹槽（8）内，压实，并使其不高于凹槽（8）边缘。将同轴保护器（2）闭合后套在样品支撑杆（1）上，通过支架高度调节器（7）调节支架（6）高度，使样品支撑杆（1）顶端低于同轴保护器（2）顶端，距离为所放样品（4）的高度。3.将样品（4）竖直放入同轴保护器（2）圆筒中，用压杆（5）轻轻向下顶压样品（4），使样品（4）底部嵌入石蜡（3）中。4.将同轴保护器（2）小心向外分开，露出样品支撑杆（2）和样品（4），用牙签等合适的工具将样品（4）底部的石蜡（3）向样品（4）上堆积，将样品（4）牢固固定到样品支撑杆（1）上，注意，石蜡（1）不能溢出样品支撑杆凹槽（8）。5.再次将同轴保护器（2）合到样品支撑杆（1）上，将步骤4操作引起的样品（4）偏离调回，静置3-5分钟后取下同轴保护器（2），样品制备完毕。有益效果本专利技术采用同轴保护器套在样品支撑杆上再填装样品，保证了样品支撑杆和同轴保护器筒同轴心，向同轴保护器筒内放的样品非常容易地落（粘）到样品支撑杆上，且不会超过样品支撑杆的延长线范围，保证样品旋转直径不超过样品支撑杆直径。采用粘性石蜡这种主要由C、H元素组成的低密度物质作为粘合材料，即能方便快速的将样品与样品支撑杆粘牢，也不会轻易向样品中渗透物质，更能在后续图像处理中方便地将其过滤掉。所以本专利技术能够快速准确地制备适合高分辨率显微CT要求的样品。附图说明图1是本专利技术的高分辨显微CT样品制备装置的纵剖面结构示意图；图2是本专利技术中样品支撑杆顶端凹槽的纵剖面结构示意图。其中，1-样品支撑杆，2-同轴保护器，3-石蜡，4-样品，5-压杆，6-支架，7-支架高度调节器，8-样品支撑杆凹槽。具体实施方式下面结合实施例及说明书附图，对本专利技术做进一步阐述，但本专利技术所保护范围不限于此。本专利技术实施例提供一种高分辨显微CT样品制备装置，包括：支架（6），样品支撑杆（1），同轴保护器（2），石蜡（3），压杆（5）。所述支架（6）为具有水平台面、高度可调的稳固的四腿支架，台面中间有能够穿过样品支撑杆（1）的孔，台面大小大于同轴保护器直径。所述样品支撑杆（1）为圆柱型，一端与仪器旋转台连接，一端盛放样品（4）。盛放样品一端长150mm，直径为1mm，顶部设有凹槽（8）。进一步，所述的凹槽底部为锥形，锥形部分深度为2mm，上端为圆柱形，圆柱形部分深度为1mm。所述同轴保护器（2）为可开合的厚壁圆管，由两个半圆管组成，对合处有定位装置，圆管内壁光滑，内径1mm，圆管外壁设有便于抓取的凸起。高度40mm，材质为铜，壁厚6mm。所述石蜡（3）为具有一定的粘性和可塑性的牙科正畸蜡，能够将样品与样品支撑杆（1）固定（粘）在一起，外力撤销后不会使样品（4）回弹。所述压杆（5）为一圆柱体，直径0.8mm，能够在同轴保护器（2）内自由移动，材质为塑料。利用以上装置，采用以下步骤进行显微CT样品制备：1.样品准备：本实施例要为一种木材进行300nm分辨率显微CT测试制样，将该木材样品（4）加工成直径0.9mm，高度4mm的圆柱体，然后将底部削尖。2.显微CT样品制备装置准备：将样品支撑杆（1）竖直放到支架（6）台面中间的孔中，取适量石蜡（3）填入样品支撑杆（1）的顶端凹槽（8）内，压实，并使其不高于凹槽（8）边缘。将同轴保护器（2）闭合后套在样品支撑杆（1）上，通过支架高度调节器（7）调节支架（6）高度，使样品支撑杆（1）顶端低于同轴保护器（2）顶端4mm。3.将样品（4）竖直放入同轴保护器（2）圆筒中，用压杆（5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于，所述高分辨显微CT样品制备装置包括：支架（6），样品支撑杆（1），同轴保护器（2），石蜡（3），压杆（5）。

【技术特征摘要】
1.一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于，所述高分辨显微CT样品制备装置包括：支架（6），样品支撑杆（1），同轴保护器（2），石蜡（3），压杆（5）。2.根据权利要求1所述的一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于所述的支架（6）为具有水平台面、高度可调的稳固的四腿支架，台面中间有能够穿过样品支撑杆（1）的孔，台面大小要保证完全放得下同轴保护器。3.根据权利要求1所述的一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于所述的样品支撑杆（1）为圆柱型，一端与仪器旋转台连接，一端盛放样品（4），盛放样品一端设有凹槽（8），其长度和直径根据仪器需要，长100-200mm，直径为0.3-2mm，凹槽底部为锥形，锥形部分深度为1-2mm，上端为圆柱形，圆柱形部分深度为1mm。4.根据权利要求1所述的一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于所述同轴保护器（2）为可开合的厚壁圆管，由两个半圆管组成，对合处有定位装置，圆管内壁光滑，内径与支撑杆盛放样品一端直径相同，圆管外壁设有便于抓取的凸起，高度30-50mm，壁厚5-10mm，金属材质。5.根据权利要求1所述的一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于所述石蜡（3）具有一定的粘性和可塑性，能够将样品与样品支撑杆（1）固定（粘）在一起，外力撤销后不会使样品（4）回弹。6.根据权利要求1所述的一种高分辨显微CT样品制备装置，其特征在于所述压杆（5）为一圆柱体，其直径略小于同轴保护器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华勇，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37