介绍一种超薄样品夹具的制作方法

介绍一种超薄样品夹具的制作方法

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本实用新型涉及夹具组件技术领域,尤其涉及用于电子显微镜观察样品载体固定夹具技术领域。



背景技术:

在电子显微观察领域,特别是透射电子显微观察领域,为了追求超高分辨率,常常需要样品的厚度控制在纳米级。然而纳米级的样品往往很难直接固定或者夹持,为了解决此目的,通常的做法是用一种厚度约10~20um的多孔网作为样品载体,如尼龙网,铜网,镍网,钼网,金网等等,将待观察的纳米级样品分散或分布于样品载体上。具体操作流程为:将样品滴加或者平铺在载体上,再将载体放入一个压片卡槽中固定,进行显微观察。然而,此方案虽然可以解决观察需求,但却存在一个缺陷:因载体本身尺寸小,一般直径仅为3毫米左右,厚度也只有微米级,在压片卡槽的固定过程中受力后会变形,这将导致样品只能做一次性观察,无法重复实验数据,这对严谨的科学研究来说是致命的。可见,开发一种可无损回收载体以及实现可重复样品观察的夹具和载体固定方式,具有非常重要的意义。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型提出如下技术方案:

一种超薄样品夹具,包括底环和压环,其特征在于:

所述底环包括竖直部和水平部,所述竖直部为中空的环形结构,所述水平部为所述竖直部的环形结构底部向环心方向设置的沿径向具有第一宽度的环形凸沿;所述压环具有缺口;所述底环和压环分别位于样品载体两侧;所述底环的所述水平部环形凸沿内径小于样品载体外直径。

进一步的,所述底环的所述环形凸沿内径为2~10mm。

进一步的,所述底环内壁设有卡嵌结构。优选的,所述卡嵌结构为环形凹槽或环形楔角槽。进一步的,所述环形楔角槽与所述环形凸沿上表面的夹角为45~90度。

进一步的,所述卡嵌结构的轴向高度为100~150μm,所述卡嵌结构的径向深度为30~100μm。

进一步的,所述压环内壁设有斜面结构。所述斜面结构与所述环形凸沿上表面的夹角为90~135度。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型的超薄样品夹具,底环和压环将待测样品的载体夹持在中间,形成三明治夹持结构,有效防止样品载体的脱落和操作过程中的变形,使样品可重复利用;压环的圆周上形成缺口的结构可以便于压环放置和取出的操作;在底环的竖直部内壁设置卡嵌结构,使压环的一部分可以嵌入其中,从而对夹持的样品载体进行施压固定,并且在样品载体的圆周方向施压均匀防止载体变形,同时也可以防止压环从底环中脱落丢失;在底环的竖直部内壁设置有斜面结构,使底环竖直部内壁形成轴向方向自下而上直径逐渐增大的开口,使操作人员无需对准的精确操作就能将样品载体放入并滑落到底环底部,样品载体放置的过程更易于操作,同时还能防止样品载体在放置的过程中与壁面进行碰撞或挤压导致的变形。

附图说明

图1为本实用新型的超薄样品夹具未组装结构示意图。

图2为本实用新型的超薄样品夹具组装后结构示意图。

图3为本实用新型的超薄样品夹具第一实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。

图4为本实用新型的超薄样品夹具第二实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。

图5为本实用新型的超薄样品夹具第三实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。

图6为本实用新型的超薄样品夹具第四实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1-3示意性地给出了本实用新型的一种超薄样品夹具第一实施方式的结构示意图。所述超薄样品夹具包括底环1和压环2,底环1包括竖直部11和水平部12,所述竖直部11为中空的环形结构,所述水平部12为所述竖直部的环形结构底部向环心方向设置的沿径向具有第一宽度的环形凸沿;所述压环2为具有缺口的环形结构,在本实施方式中所述压环2为c形环;所述底环1和压环2分别位于样品载体3两侧;所述底环1的水平部12环形凸沿内径小于样品载体3外直径,由此在样品载体放置到底环1的竖直部11中之后形成对样品载体的承托。在本实施方式中,所述样品载体3为透射电子显微镜观测样品用的铜网,铜网外径为3mm,所述环形凸沿11的内径为2.5mm。在其他一些实施方式中,所述底环1、压环2、底环1的竖直部11及水平部12的尺寸可根据待夹持的样品载体3的具体尺寸进行设计和调整。

图2为本实用新型的超薄样品夹具在组装状态下的结构示意图。所述底环1位于最下方,所述底环1竖直部11底部的水平部12环形凸沿用于承载放置表面负载有纳米级样品的样品载体3,底环1的竖直部11侧壁环绕在样品载体3的外周对其进行限位;所述压环2压覆在置于底环1中的样品载体3上方,从而形成三明治结构对样品载体3进行夹持和固定。在本实施方式中(如图3),所述底环1的竖直部11内侧壁为垂直壁面;所述压环2为c形环,在压环2的圆周上设有一缺口,该缺口可便于操作人员使用工具(如镊子等)将压环2置入放置或从底环1中取出。

图4为本实用新型的超薄样品夹具第二实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。所述压环1的竖直部11内壁设有卡嵌结构,在本实施方式中,所述卡嵌结构为底环1竖直部11内壁开设的环形凹槽13。将压环2置入底环1内壁中并压覆在样品载体3上方的过程中,由于压环2圆周上缺口的存在可使压环2造成一定程度的圆周周长收缩,压环2直径变小至小于底环竖直部11顶部开口尺寸,将压环2放置到底环1底部的水平部12环形凸沿上方后释放,压环2受到的径向挤压力消失,使其恢复至正常尺寸,从而部分嵌入到底环1内壁开设的环形凹槽13中,由此对夹持在中间的样品载体3进行固定和均匀地施压。该环形凹槽13还可以有效地防止运输或操作过程中压环2从底环1中掉落丢失。在本实施方式中,所述环形凹槽12卡嵌结构的轴向高度为100μm,径向深度为50μm。在其他一些实施方式中,卡嵌结构的尺寸可根据待夹持的样品载体3和压环2的具体尺寸进行设计和调整。

图5为本实用新型的超薄样品夹具第三实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。所述压环1的竖直部11内壁设有卡嵌结构。与第二实施方式不同的是,在本实施方式中,所述卡嵌结构为底环1竖直部11内壁开设的环形楔角槽13’。所述环形楔角槽13’为与所述环形凸沿11上表面成一定夹角的斜面环形槽,所述夹角α为45~90度。相比于第二实施方式中的环形凹槽结构,环形楔角槽13’的结构更易于加工。

图6为本实用新型的超薄样品夹具第四实施方式下的底环a-a剖面结构示意图。在本实施方式中,所述底环1的竖直部11内壁设有斜面结构14。进一步地,所述斜面结构与所述环形凸沿上表面的夹角β为90~135度,使底环1的竖直部11内壁形成沿轴向方向自下而上直径逐渐变大的开口。该结构可以使操作人员无需对准的精确操作就能将样品载体3放入并滑落到底环1底部的水平部12环形凸沿上,使放置的过程更易于操作,同时还能防止样品载体3在放置的过程中与壁面进行碰撞或挤压导致的变形。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“两端”、“两侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“上级”、“下级”、“主要”、“次级”等仅用于描述目的,可以简单地用于更清楚地区分不同的组件,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。


技术特征:

1.一种超薄样品夹具,包括底环和压环,其特征在于:

所述底环包括竖直部和水平部,所述竖直部为中空的环形结构,所述水平部为所述竖直部的环形结构底部向环心方向设置的沿径向具有第一宽度的环形凸沿;

所述压环具有缺口;

所述底环和压环分别位于样品载体两侧;所述底环的所述水平部环形凸沿内径小于样品载体外直径。

2.根据权利要求1所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述底环的所述环形凸沿内径为2~10mm。

3.根据权利要求1-2任一项所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述底环竖直部内壁设有卡嵌结构。

4.根据权利要求3所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述卡嵌结构的轴向高度为100~150μm,所述卡嵌结构的径向深度为30~100μm。

5.根据权利要求3所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述卡嵌结构为环形凹槽或环形楔角槽。

6.根据权利要求5所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述环形楔角槽与所述环形凸沿上表面的夹角为45~90度。

7.根据权利要求1-2任一项所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述压环竖直部内壁设有斜面结构。

8.根据权利要求7所述的超薄样品夹具,其特征在于,所述斜面结构与所述环形凸沿上表面的夹角为90~135度。

技术总结
本实用新型公开了一种超薄样品夹具,所述底环包括竖直部和水平部,所述竖直部为中空的环形结构,所述水平部为所述竖直部的环形结构底部向环心方向设置的沿径向具有第一宽度的环形凸沿;所述压环具有缺口;述底环竖直部内壁设有卡嵌结构或斜面结构。本实用新型夹具用于电子显微观察领域毫米级样品载体的夹持操作,可以有效防止载体在操作过程中的受力变形,可实现无损回收载体,且固定方式便捷、牢固可靠不易脱落。

技术研发人员:杨中秋;杨中琴;庄超
受保护的技术使用者:上海百枢光电科技有限公司
技术研发日:2019.12.13
技术公布日:2020.08.18

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