一種用於晶體測定的可調夾持工具的製作方法

2023-10-04 12:03:44

本發明涉及一種夾持工具，具體涉及一種用於晶體測定的可調夾持工具。

背景技術：

晶體定向儀是對晶體材料進行定向測量的專用儀器。它的基本原理是利用X射線在晶體的周期性晶格內實現布拉格衍射而確定晶體的表面實際晶向。它可以精密快速的測定天然和人造單晶(如光學晶體，壓電晶體，雷射晶體，非線性光學晶體，半導體晶體等等)的切割角度，與切割機相配合使用(通常有外圓切割機，內圓切割機，金剛石線切割機等)時能夠用於這些晶體的定向切割，獲得指定晶向的晶體表面。晶體定向儀是精密加工製造晶體器件不可缺少的儀器，被廣泛應用於晶體材料的研究、加工、製造行業。

傳統的晶體定向儀通常由X射線發生裝置、樣品臺和探測器三大部分組成，其中樣品臺為一金屬平面，表面開有小孔，內部中空，由小型氣泵連接，可以持續的抽氣使其處於負壓狀態，從而達到吸附樣品的功能。通常情況下，由於設備造價和尺寸限制，氣泵的功率並不是很高，因此測試樣品不能太大，否則由於吸力有限而無法吸附固定。另外，通過吸附方式也有表面平整度的要求，測試樣品表面不能起伏太大，太粗糙，否則同樣無法吸附，所以測試前必須研磨到一定光滑程度，過程複雜；其次，樣品在定向時通常以一定的晶向作為參考面量取相應的角度進行切割，那麼切割過後的樣品必然不會是規則外形，而為了定向準確，至少需要在4個方向確定其偏離角度，那麼改變角度測量也需要將樣品取下重新放置一定的角度，這也增加了精確定向時的困難程度。如何快速固定任意形狀晶體樣品，並且在不取下樣品的條件下完成晶體準確定向，是從事晶體高精度加工的行業人員以及相關科研人員面臨的難題之一。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種用於晶體測定的可調夾持工具。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種用於晶體測定的可調夾持工具，包括底座、設於底座上的支柱、安裝在支柱上部的L型支架、設於L型支架末端的樣品盤，所述的樣品盤與L型支架旋轉連接，所述的樣品盤設有多個用於夾持待測晶體的緊固件。

進一步地，所述的樣品盤包括盤本體以及設於盤本體上的圓環壁，所述的緊固件分布於圓環壁上。

進一步地，所述的緊固件為螺釘，所述的樣品盤的圓環壁設有供螺釘穿過的螺紋圓孔。

進一步地，所述的樣品盤的圓環壁上設有三個螺紋圓孔，間隔120度弧度分布，所述的螺釘安裝在該螺紋圓孔內，可以鎖住任意形狀的晶體樣品。

進一步地，所述的螺釘頭部設有保護套，該保護套為聚四氟乙烯、尤裡膠或牛津膠包裹成的圓柱套。

進一步地，所述的支柱為圓柱形中空豎管，所述的支架設於支柱內並可進行360度旋轉，所述的支柱的側面開有小孔，該小孔內設有用於緊固支架的螺紋銷釘。

進一步地，所述的樣品盤的圓周外表面設有360度的刻槽，環繞圓周面設置，進一步地，所述的刻槽每隔10度標明數字。

進一步地，所述的L型支架上部設有刻度指針，在對晶體樣品進行定向時可清楚直觀的確定已經定向的方向及轉過的角度，最終達到在360度範圍內全面評估晶體切割表面與實際晶體晶格之間的夾角，為後續的修正切割提供準確依據。

進一步地，所述的樣品盤的中心設有與L型支架連接的旋轉套筒，該旋轉套筒內設有旋轉部件，包括滾珠軸承、滾軸軸承、無油軸承或轉輪，保證旋轉過程中的同軸性，避免旋轉一定角度後X射線入射角在樣品表面產生入射角的偏差。

進一步地，所述的底座採用不鏽鋼材質製得，所述的樣品盤採用鋁合金材質製得，底座為正方形或圓形，可根據實際需要更改。

本發明在使用時，根據切割下來的樣品大小以及厚度形狀，確定不鏽鋼底座的安裝位置，針對較大樣品可以安裝在距離X射線入射面較遠處，而對尺寸較小的樣品可以靠近定向儀X射線入射金屬表面。確定好位置之後，底座固定在定向儀旋轉樣品平臺上，以保證在定向測量過程中不發生位置偏移，較重的不鏽鋼底座可以減少震動對測量的影響；安裝好底座之後，將樣品待測中心與樣品盤轉軸中心重合併保持一致，畫上標記線以方便區分，然後將樣品放入旋轉樣品臺上，將待測表面對外朝向定向儀吸附金屬座一面，根據樣品大小選擇合適長度的螺釘將樣品從相隔120度的三個方向鎖住固定，在螺釘頭部安裝保護套，可增大與樣品之間的摩檫力，也同時因為質地柔軟保證材料的安全而不致損壞較為脆弱的晶體樣品。合適長度的螺釘可確保固定好樣品後在樣品盤四周沒有突出部分，以防止在360度轉動過程中觸碰到定向儀其他部位而導致損壞；樣品安裝好後，手動調節支架高度，使樣品中心正好與X射線入射面中心點重合，將支架固定，開始測試。根據實際需要，每測一個角度的衍射強度後轉動樣品盤測量下一個角度的衍射信號，轉動角度可根據轉動樣品盤上的刻度以及刻度指針讀出確認。

本發明的優點具體為：

1、設備結構簡單，加工便利，可以適用於任何晶體定向儀或類似裝置，對定向儀本身無需做任何改動，效果突出。

2、可調節性好，可將夾具放置於定向儀轉動盤上任意位置，根據實際測量樣品大小，安排底座與定向儀吸附金屬座之間距離。

3、可根據樣品大小調節高度，也可以在360度範圍內轉動任意角度，適應性極強，樣品盤上刻有刻度，在L型支架上設有刻度指針，方便直接讀取轉動刻度。

4、樣品盤間隔120度角設置緊固件，頭部設有保護套，可根據不同樣品更換，由於樣品盤和旋轉套筒一體設計，保證在轉動過程中的同軸性和平穩性，此外遇到超大樣品，樣品盤也可以進行更換。

附圖說明

圖1為本發明的立體結構示意圖；

圖2為本發明的側視結構示意圖；

圖3為本發明樣品盤的結構示意圖；

圖中：1-底座；2-支柱；3-螺紋銷釘；4-L型支架；5-刻度指針；6-樣品盤；7-保護套；8-緊固件；9-刻槽；10-旋轉套筒。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

一種用於晶體測定的可調夾持工具，如圖1、2所示，包括底座1、設於底座1上的支柱2、安裝在支柱2上部的L型支架4、設於L型支架4末端的樣品盤6，樣品盤6與L型支架4旋轉連接，樣品盤6設有多個用於夾持待測晶體的緊固件8，如圖3所示，樣品盤6為圓形，樣品盤6包括盤本體以及設於盤本體上的圓環壁，緊固件8為螺釘，設於樣品盤6的圓環壁上，樣品盤6圓環壁設有三個螺紋圓孔，間隔120度弧度分布，螺釘安裝在該螺紋圓孔內，螺釘頭部設有保護套7，該保護套7為聚四氟乙烯裹成的圓柱套，支柱2為圓柱形中空豎管，支架設於支柱2內並可進行360度旋轉，支柱2的側面開有小孔，該小孔內設有用於緊固支架的螺紋銷釘3，樣品盤6的圓周外表面設有360度的刻槽9，環繞圓環壁外表面設置，刻槽9每隔10度標明數字，L型支架4上部設有刻度指針5，樣品盤6設有與樣品盤6呈一體的旋轉套筒10，該旋轉套筒10內設有旋轉部件，採用滾珠軸承，底座1採用不鏽鋼材質製得，樣品盤6採用鋁合金材質製得。

具體使用時，根據切割下來的樣品大小以及厚度形狀，確定不鏽鋼底座的安裝位置，確定好位置後，底座固定在定向儀旋轉樣品平臺上，以保證在定向測量過程中不發生位置偏移，較重的不鏽鋼底座可以減少震動對測量的影響；安裝好底座之後，將樣品待測中心與樣品盤轉軸中心重合併保持一致，畫上標記線以方便區分，然後將樣品放入旋轉樣品臺上，將待測表面對外朝向定向儀吸附金屬座一面，將樣品從相隔120度的三個方向鎖住固定，在螺釘頭部安裝保護套，增大與樣品之間的摩檫力，也同時因為質地柔軟保證材料的安全而不致損壞較為脆弱的晶體樣品。樣品安裝好後，手動調節支架高度，使樣品中心正好與X射線入射面中心點重合，將支架固定，開始測試。根據實際需要，每測一個角度的衍射強度後轉動樣品盤測量下一個角度的衍射信號，轉動角度可根據轉動樣品盤上的刻度以及刻度指針讀出確認。該夾持工具的結構簡單，穩定可靠，具有很好的適應性，適合目前國內任意一種晶體定向儀使用。