本发明专利技术属于材料结构分析技术领域，尤其是一种用于透射电镜原位弯曲的装置及方法。本发明专利技术包括可固定于透射电镜样品杆的样品池内的样品、用于阻碍样品随样品池倾转并使得样品发生变形的阻挡组件，阻挡组件包括夹持部和阻挡部，夹持部与透射电镜样品杆连接，阻挡部与样品的弯曲端相抵靠。本发明专利技术可使用透射电镜原装的双倾斜样品杆进行原位受力实验，不需要另外设计制造专用力学研究样品杆，极大降低了相关领域研究平台建设成本。领域研究平台建设成本。领域研究平台建设成本。
【技术实现步骤摘要】
一种用于透射电镜原位弯曲的装置及方法
[0001]本专利技术属于材料结构分析
，尤其涉及一种用于透射电镜原位弯曲的装置及方法。
技术介绍
[0002]金属的变形与断裂过程和微观组织转变机理之间的关系一直受到学界和工业界广泛关注。在实际工程应用中，单轴拉伸状态导致金属变形失效的案例并不多，不少金属的失效行为是由复杂受力状态造成，比如弯曲这种受力方式。因此，研究金属弯曲断裂过程的机理，尤其是金属微观结构在弯曲过程中对外加载荷的响应极为重要。为进一步从机理层面分析金属弯曲初始状态的微观结构演变规律，研究人员借助透射电镜纳米级分辨率优势，构建出在透射电镜中对弯曲样品从微米到纳米尺度微观结构进行实时观察分析的原位研究方法。
[0003]现有透射电镜原位力学加载装置需要根据特定电镜型号制造样品杆，此类特制样品杆配有力学加载模块，可以实现原位力学加载过程的原位观察实验。然而，相关设备结构复杂价格高昂，对样品形状尺寸要求较高，对于一些特殊样品需要例如聚焦离子束电镜等高价值精密仪器进行制样工作，不利于相关设备和原位实验技术推广。因此，亟需一种用于透射电镜原位弯曲的装置及方法解决上述问题。
技术实现思路
[0004]为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本专利技术提供一种用于透射电镜原位弯曲的装置及方法。本专利技术可利用低成本实现原位弯曲测试，且有利于相关技术和研究的推广。
[0005]为实现上述目的之一，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种用于透射电镜原位弯曲的装置，包括可固定于透射电镜样品杆的样品池内的样品、用于阻碍样品随样品池倾转并使得样品发生变形的阻挡组件，阻挡组件包括夹持部和阻挡部，夹持部与透射电镜样品杆连接，阻挡部与样品的弯曲端相抵靠。
[0007]优选的，样品呈半圆片状，样品的半圆弧边缘为固定端，样品靠近半圆直径的一侧设有弯曲端。
[0008]优选的，样品沿半圆直径方向开设有缝隙，缝隙与样品的半圆直径之间的悬臂为弯曲端。
[0009]优选的，缝隙与样品的半圆直径平行设置。
[0010]优选的，弯曲端的端部沿其厚度方向设有切口，阻挡部与弯曲端远离固定端的端部侧边相抵靠。
[0011]优选的，弯曲端的根部向内嵌设有薄区。
[0012]优选的，薄区的厚度为100nm。
[0013]优选的，样品的直径为3mm，样品的厚度为100μm。
[0014]优选的，夹持部与透射电镜样品杆可拆卸式连接。
[0015]为实现上述目的之二，本专利技术提供一种用于透射电镜原位弯曲的方法，包括如下步骤：
[0016]S1、制备样品：将样品材料切割成半圆片状，并在半圆样品上切割出缝隙形成弯曲端，并使用离子减薄仪在弯曲端外侧制备出薄区；
[0017]S2、将制备好的样品固定于透射电镜样品杆的样品池内，再将阻挡组件安装于透射电镜样品杆上，使得阻挡组件的阻挡部与样品的弯曲端相抵靠，最后启动透射电镜样品杆即可。
[0018]本专利技术的优点在于：
[0019](1)本专利技术可使用透射电镜原装的双倾斜样品杆进行原位受力实验，不需要另外设计制造专用力学研究样品杆，极大降低了相关领域研究平台建设成本，有利于相关技术和研究的推广。
[0020](2)本专利技术可使用透射电镜标配双倾斜样品杆实现对特制样品中特定区域进行原位弯曲加载的实时观测研究，无需专用原位样品杆，对不同型号透射电镜具有广泛适用性；同时特制样品的工艺流程可以借助透射电镜常规制样设备实现，对试验材料种类的限制更小，有利于该技术的推广和相关原位电镜研究的普及。
[0021](3)本专利技术通过重新设计样品、规格，在样品上设计出悬臂结构，借助杠杆原理实现对样品微观组织施加可控且连续的变形，有助于提高原位实验的成功率，且适合透射电镜块体样品的常规制样工具进行制样，使本专利技术样品制备流程更加便捷，通用性更强，有利于本实验方法的广泛传播并助力国内外透射电镜原位力学研究领域的发展。
[0022](4)本专利技术利用电镜原装的双倾斜样品杆设计出原位力学实验方法，使样品具备在两个正交方向的倾转能力，有助于在原位实验中选取样品特定晶体取向进行原位弯曲实验，有助于提高原位微观结构研究的精确性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术结构示意图。
[0024]图2为本专利技术样品结构示意图。
[0025]图3为本专利技术阻挡组件结构示意图。
[0026]图4为本专利技术透射电镜样品杆结构示意图。
[0027]图5为本专利技术样品倾转原理图。
[0028]图中标注符号的含义如下：
[0029]1‑
透射电镜样品杆、2
‑
样品池、3
‑
样品、31
‑
弯曲端、32
‑
缝隙、33
‑
薄区、4
‑
阻挡组件、41
‑
夹持部、42
‑
阻挡部。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]如图1
‑
4所示，一种用于透射电镜原位弯曲的装置，除透射电镜样品杆1外的增加部件包括阻挡组件4和特制的样品3。
[0032]如图3所示，阻挡组件4配置于透射电镜样品杆1上，用于阻挡样品3运动，使样品3中出现可连续调整的应力状态，包含夹持部41和阻挡部42。
[0033]夹持部41呈倒“U”形结构，即，包括一个横段和两个竖段，两个竖段用于将阻挡组件4夹持固定于透射电镜样品杆1上，且两个竖段与横段之间的距离可调节，进而便于适应不同型号的透射电镜样品杆1。
[0034]如图4所示，样品3为特制样品3，该特制样品3可通过传统的金属块体透射电镜样品设备和方法制备，具体为半圆片状，直径符合常规透射电镜样品通用尺寸(直径3mm)，可放置于透射电镜样品杆1的样品池2中。特制样品3的半圆弧边缘为固定端，可固定于样品池2中。在特制样品3的半圆直径平行方向开设有缝隙32，缝隙32与半圆直径之间的悬臂为弯曲端31，弯曲端31外侧通过研磨产生薄区33。弯曲端31的顶端部设有切口，使得样品3放入样品池2后，其弯曲端31的端部与样品池2内壁留有空隙，便于弯曲端31在样品3转动时发生变形。
[0035]一种用于透射电镜原位弯曲的方法，具体如下：
[0036]S1、实验前需要对原位实验样品进行制样：将样品材料切割成片，经过砂纸研磨样品成薄片，厚度100微米上下，可根据样品的物理性质做调整；
[0037]S2、通过透射电镜常规制样冲孔机或者线切割机等裁切工具，将样品薄片裁成半圆片状特制样品3，直径与透射电镜标准样品一致(3mm)；使用切割机，在特制样品3中平行于直径方向切割出一条未贯穿样品3的缝隙32本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于透射电镜原位弯曲的装置，其特征在于：包括可固定于透射电镜样品杆(1)的样品池(2)内的样品(3)、用于阻碍样品(3)随样品池(2)倾转并使得样品(3)发生变形的阻挡组件(4)，所述阻挡组件(4)包括夹持部(41)和阻挡部(42)，所述夹持部(41)与透射电镜样品杆(1)连接，所述阻挡部(42)与样品(3)的弯曲端(31)相抵靠。2.根据权利要求1所述的一种用于透射电镜原位弯曲的装置，其特征在于：所述样品(3)呈半圆片状，所述样品(3)的半圆弧边缘为固定端，所述样品(3)靠近半圆直径的一侧设有弯曲端(31)。3.根据权利要求2所述的一种用于透射电镜原位弯曲的装置，其特征在于：所述样品(3)沿半圆直径方向开设有缝隙(32)，所述缝隙(32)与样品(3)的半圆直径之间的悬臂为弯曲端(31)。4.根据权利要求3所述的一种用于透射电镜原位弯曲的装置，其特征在于：所述缝隙(32)与样品(3)的半圆直径平行设置。5.根据权利要求2所述的一种用于透射电镜原位弯曲的装置，其特征在于：所述弯曲端(31)的端部沿其厚度方向设有切口，所述阻挡部(42)与弯曲端(31)远离固...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖志远，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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