用于ＴＥＭ样品制备的手动精密研磨抛光器制造技术

本实用新型专利技术提供一种可以精确控制研磨样品厚度的研磨抛光器，该手动研磨抛光器包括主体结构、测微丝杆、三个宝石球。测微丝杆和宝石球设置在主体结构上，测微丝杆由主体结构的中间通孔伸出，测微丝杆的杆顶部平面装载样品，通过调节测微丝杆旋钮可以精确调节研磨样品位置。使用该工具可以在研磨前预设样品待磨厚度，并且可在研磨过程中随时读取已经研磨掉的样品厚度和剩余待磨样品厚度等数据，并可根据上述数据对当前研磨力度和研磨沙纸进行选择，从而能够非常精细地控制研磨过程；还可以减少研磨时研磨底盘与水沙纸之间的亲和力，使研磨更顺滑，手感更好。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种手动研磨抛光器的机械结构设计。
技术介绍
材料科学对当今技术发展起着非常巨大的作用，它直接推动新技术的发展，是工 业领域中最基础也最为广泛的学科。而材料的研究依赖于各种物性的表征，其中其结构表 征是重要组成部分。材料的结构表征主要靠X射线衍射(XRD)、中子衍射以及透射电子显 微镜(TEM)来实现。透射电子显微镜作为一种结构研究和表征手段之一，具有其很大的优 点，可以高倍的局域观察样品细微的结构，其空间分辨率可以达到亚埃量级，进行原子级的 成像，是材料科学研究的一大利器。但相比于XRD和中子衍射，TEM对样品要求苛刻，它需 要样品厚度薄到100nm更小的尺度，这对样品制备造成一定的困难。目前对块状材料和薄 膜样品，普遍采用研磨、凹坑和离子减薄工艺。研磨阶段是手工研磨，需要通过人工手动来 完成。这一步很费时间和体力，因此需要一个好的研磨抛光器来减少人力时间，让TEM样品 制备变得更容易些。传统的TEM样品研磨抛光器无法精确读取样品厚度，只是靠透光来判 断厚度，对于透光样品，这种方法将大为受限，且对于不透明样品，在样品较厚时，因完全不 透光而无法判断厚度，这不利于调整研磨力度。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以精确控制研磨样品厚度的研磨抛光器，一方面这种工具可以读样品厚度，以便良好的控制当前研磨力度以及沙纸选择，从而非常精细地控制研磨过程；一方面减少研磨时研磨底盘与水沙纸之间的亲和力，使研磨更顺滑，手感更好。 —种手动精密研磨抛光器，包括主体部分，宝石球和测微丝杆，宝石球固定设置于主体部分下表面的凹坑中，并且全部的宝石球球顶处在一个与主体部分下表面平行定研磨平面上；测微丝杆设置在主体部分中心的通孔中；使用时，试样可拆卸的固定在测微丝杆的端部。 进一步，所述宝石球数量至少为3个。 进一步，设置宝石球的主体部分下表面的凹坑深度L与宝石球半径r之间的关系 为r > L 5r。 进一步，所述的宝石球通过胶固定在所述的凹坑中。 进一步，所述的宝石球的材质为摩氏硬度大于7以上的材料，优选为SiC。 进一步，所述的手动精密研磨抛光器还包括固定装置，用来固定测微丝杆的杆部，使其在研磨过程中位置固定。 进一步，所述的主体部分，其侧边上设置有沿其圆周均匀分布的螺孔。 进一步，所述固定装置为穿过所述主体部分侧边螺孔的螺钉。 进一步，所述螺孔数量为大于等于3个，优选为3个。附图说明参考附图，通过详细描述其示范性实施例，本专利技术的以上和其他特征和优点将会变得更加明显，在附图中 图1是研磨抛光器的立体图。图2是研磨抛光器剖面图。图3是粘接待磨样品后的研磨抛光器示意图。具体实施方式如图1所示研磨抛光器由三个部分组装而成，这三个部分为主体部分l，测微丝 杆2和宝石球3。如图2所示主体部分l为不锈钢或其他硬金属材质，为截面形状为圆形， 方形，矩形，等其他形状的柱状物，主体部分1的中心部分带垂直主体部件下表面的通孔， 测微丝杆的杆头从通孔中穿过。宝石球3的材质要求为摩氏硬度大于7以上的材料，优选 SiC宝石球。三个宝石球3用胶以紧配方式固定到主体结构部分底部的凹坑6中，该凹坑6 的深度L为r > L 5r，其中r为宝石球半径。本实施例中该凹坑6的深度为深3mm，直 径为5. 8mm，用胶将球固定后，对球进行校准，使其顶端处于与主体部分下表面平行的平面 上，校准的具体方法为把粘上球后的主体部分平放在平整的大玻璃板上，这个时候通过玻 璃与球顶之间的作用校准宝石球，使其顶部处于同一个与主体部分下表面平行的平面上， 校准后全部宝石球球顶所处的平面称为定研磨平面7，如图3所示。 测微丝杆1设置在主体结构如图2中所标示的中心通孔位置，可以通过胶粘等方 式固定。 主体部分还带有测微丝杆转杆的固定装置，本实施例中的固定装置为。穿过主体 部分侧面螺孔4的固定螺钉5，螺孔4的数量优选为三个，但也可以根据实际情况增加。固 定装置也可以采用其它装置。 将宝石球3和测微丝杆1粘接在主体部分2上的胶优选的为EP0XY胶。 在使用时，如图3所示，使用热熔胶将待研磨件8设置在测微丝杆1的头部，然后 对研磨件的轴向位置进行校准，校准方法为将研磨抛光器放置在平整的玻璃板上，向下轻 旋测微丝杆的旋钮，当样品接触到玻璃板时，即表明样品处在三个宝石球所在的定研磨平 面7上，读出测微丝杆1上的读数并记录。至此研磨准备工作已经完成。在研磨时，首先， 转动测微丝杆l，其向下推进量，也就是旋转后读数与校准时读数之间的差值，应等于预设 的待研磨件8研磨量，并使用固定螺钉5将测微丝杆的转杆固定，以防止转杆在研磨过程中 的转动和晃动。接下来，对待研磨件8进行研磨。在待研磨件被磨去设定研磨量后，研磨工 作即可停止。我们在实际的测试和使用中用这种方法可以在两个小时之内把样品研磨到20 微米左右。 使用本技术中所公开的研磨抛光器在研磨过程达到所设定的研磨量后，即使 继续研磨工序，由于待研磨件已经处于由宝石球所确定的定研磨平面上或稍低于定研磨平 面，研磨设备将无法接触到待研磨件也就无法继续对待研磨件进行研磨。可以很好的保护 待研磨件，使其不会被过度研磨。 本技术中的研磨抛光器也可用于随机研磨的研磨量的确定。即通过研磨后测 微丝杆的读数与预设测微丝杆读数之间的差值即可知研磨量。4 虽然参考其示范性实例具体显示和描述了本专利技术，然而本领域的普通技术人员可 以理解在不脱离有权利要求所界定的本专利技术的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节 上的不同变化。权利要求一种手动精密研磨抛光器，包括主体部分，宝石球和测微丝杆，宝石球固定设置于主体部分下表面的凹坑中，并且全部的宝石球球顶处在一个与主体部分下表面平行定研磨平面上；测微丝杆设置在主体部分中心的通孔中；使用时，试样可拆卸的固定在测微丝杆的端部。2. 根据权利要求1中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述宝石球数量至少 为3个。3. 根据权利要求1中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，设置宝石球的主体部 分下表面的凹坑深度L与宝石球半径r之间的关系为r > L > 0. 5r。4. 根据权利要求1中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述的宝石球通过胶 固定在所述的凹坑中。5. 根据权利要求l中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述的宝石球的材质 为摩氏硬度大于7以上的材料，优选为SiC。6. 根据权利要求1中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述的手动精密研磨 抛光器还包括固定装置，用来固定测微丝杆的杆部，使其在研磨过程中位置固定。7. 根据权利要求1中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述的主体部分，其侧 边上设置有沿其圆周均匀分布的螺孔。8. 根据权利要求7中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述固定装置为穿过 所述主体部分侧边螺孔的螺钉。9. 根据权利要求7中所述的手动精密研磨抛光器，其特征在于，所述螺孔数量为大于 等于3个。专利摘要本技术提供一种可以精确控制研磨样品厚度的研磨抛光器，该手动研磨抛光器包括主体结构、测微丝杆、三个宝石球。测微丝杆和宝石球设置在主体结构上，测微丝杆由主体结构的中间通孔伸出，测微丝杆的杆顶部平面装载样品，通过调节测微丝杆旋钮可以精确调节研磨样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手动精密研磨抛光器，包括主体部分，宝石球和测微丝杆，宝石球固定设置于主体部分下表面的凹坑中，并且全部的宝石球球顶处在一个与主体部分下表面平行定研磨平面上；测微丝杆设置在主体部分中心的通孔中；使用时，试样可拆卸的固定在测微丝杆的端部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖昭亮，李琳，陈东敏，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]