高溫二次電子探測器收集組件及高溫掃描電鏡的製作方法
2024-02-29 23:04:15 1
高溫二次電子探測器收集組件及高溫掃描電鏡的製作方法
【專利摘要】本發明的一種高溫二次電子探測器收集組件，包括標準二次電子探測器收集組件，還包括套設在其外的能夠阻擋可見光和紅外光的隔光套，且隔光套的一端為適合與光導管接頭連接的接口端，隔光套的另一端為電子進入端；在本發明中，套設在標準二次電子探測器收集組件外的隔光套能阻擋樣品在高溫狀態下發出的可見光和紅外光，使得標準二次電子探測器收集組件能夠避免吸收可見光和紅外光進而產生白斑，保證標準二次電子探測器收集組件產生的圖像能夠正常反映高溫狀態下樣品表面的變化。本發明的具有上述的高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡，還包括能隔熱的物鏡保護組件，避免樣品在高溫狀態下產生的熱輻射影響物鏡下極靴的性能。
【專利說明】高溫二次電子探測器收集組件及高溫掃描電鏡
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子顯微鏡領域，具體地說涉及一種高溫二次電子探測器收集組件及具有該高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡。
【背景技術】
[0002]在材料科學領域，為更好地了解材料的性能與微觀結構之間的關係，採用電子顯微鏡，如掃描電子顯微鏡(簡稱掃描電鏡)對材料的形貌及絲織結構進行觀察是一種常用的研究手段。掃描電子顯微鏡的製造依據是電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特徵X射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。同時，也可產生電子-空穴對、晶格振動(聲子)、電子振蕩(等離子體)。原則上講，利用電子和物質的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息，如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據上述不同信息產生的機理，採用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現。如對二次電子、背散射電子的採集，可得到有關物質微觀形貌的信息；對X射線的採集，可得到物質化學成分的信息。正因如此，根據不同需求，可製造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。具有高溫加熱裝置的掃描電鏡是主要用於在高溫真空狀態下觀測樣品，在給定溫度下研究樣品表面發生的變化。該種掃描電鏡廣泛應用於材料科學領域中，用於研究金屬和合金的再結晶以及顆粒的增長，觀察輸送粉末或陶瓷的燒結過程，分析一些無機鹽混合物在熔點時發生的反應以及形成化合物時的變化
坐寸ο
[0003]現有技術中公開了一種高溫樣品臺，在該高溫樣品臺中，加熱爐絲是螺旋形的鎢絲，在它的內外分別是95陶瓷做成的加熱爐絲支架和保溫管，他們既有保溫作用又支撐著爐絲；用鉭片做成三層圓柱筒罩，有效得減小熱輻射損耗。同時還設有冷卻水通道，它降低了高溫臺支架的溫度，減小樣品的熱漂移，支架的內部還設置有鉬銠熱電偶絲，測量範圍為0-1500度，被檢測的樣品放置在位於支架中央的坩堝上。即在該高溫樣品臺中，爐絲纏繞成一個螺旋管，這樣，爐絲本身會產生一個直流磁場，對電子束影響最大的產生偏轉的是橫向磁場，因為爐絲是軸對稱的，所以在加熱爐的軸上橫向磁場為零。
[0004]但是具有上述高溫樣品臺的掃描電鏡存在以下不足之處:該高溫樣品臺上的樣品被加熱到高溫以後，樣品會產生大量的紅外光和可見光，因為掃描電鏡的標準二次電子探測器收集組件比較靈敏，而紅外光和可見光的信號過於強大，超出了標準二次電子探測器收集組件的檢測範圍，將導致標準二次電子探測器收集組件所收集的信號過強，進而使得掃描電鏡檢測到的圖像為白斑，無法正常觀測樣品表面在高溫下的變化狀態，此外，樣品在高溫的狀態下，產生的熱輻射還會影響物鏡下極靴的性能。
【發明內容】
[0005]為此，本發明所要解決的技術問題在於現有技術中的高溫掃描電鏡，樣品在高溫下產生大量的紅外光和可見光，導致標準二次電子探測器收集組件所收集的信號過強，進而使得掃描電鏡檢測到的圖像為白斑，無法正常觀測樣品表面在高溫下的變化狀態，進而提供一種能夠消除白斑的高溫二次電子探測器收集組件，以及在高溫狀態下，能對高溫樣品進行觀測的高溫掃描電鏡。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的一種高溫二次電子探測器收集組件，包括標準二次電子探測器收集組件，還包括套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的隔光套，所述隔光套的材質能夠阻擋可見光和紅外光，且所述隔光套的一端為適合與光導管接頭連接的接口端，所述隔光套的另一端為電子進入端。
[0007]所述隔光套的所述電子進入端處還設置有用於吸收二次電子的吸收結構。
[0008]所述吸收結構為柵網，所述柵網採用銅線製成，所述銅線的直徑為0.1_。
[0009]所述隔光套為招套。
[0010]所述隔光套呈錐形，所述吸收結構設置在所述隔光套的小端，所述接口端設置在所述隔光套的大端。
[0011]具有上述的高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡，還包括能對物鏡下極靴進行隔熱的物鏡保護組件，所述物鏡保護組件中心成型有適合電子束穿過的通孔，所述物鏡保護組件上成型有由側壁向中心凹陷的凹口，所述高溫二次電子探測器收集組件與所述物鏡保護組件二者的軸線相互垂直時，所述高溫二次電子探測器收集組件的所述電子進入端可無觸碰地穿過所述凹口，所述物鏡保護組件上還成型有與所述物鏡下極靴上的適合光闌杆插入的光闌杆缺口相吻合的缺口。
[0012]所述通孔的直徑為3mm。
[0013]所述物鏡保護組件包括多個隔熱片，相鄰兩個所述隔熱片之間留有一定間隙，且所述間隙中墊有隔環，所述隔熱片和所述隔環採用螺栓連接在一起。
[0014]所述隔熱片採用鉭製成，所述隔熱片的厚度為0.3mm，且所述隔熱片設為三個。
[0015]相鄰兩個所述隔熱片之間的所述間隙設為1.5mm。
[0016]所述物鏡保護組件的一端端面上還設置有適於與所述物鏡下極靴套接的卡環，所述卡環上成型有所述光闌杆缺口。
[0017]所述高溫二次電子探測器收集組件的所述電子進入端不朝向盛放樣品的樣品杯的敞口端設置。
[0018]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
(I)在本發明中，包括套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的隔光套，所述隔光套的材質能夠阻擋可見光和紅外光，且所述隔光套的一端為適合與光導管接頭連接的接口端，所述隔光套的另一端為電子進入端；即在本發明中套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的所述隔光套能阻擋樣品在高溫狀態下發出的可見光和紅外光，使得所述標準二次電子探測器收集組件能夠避免吸收可見光和紅外光進而產生白斑，保證所述標準二次電子探測器收集組件產生的圖像能夠正常反映高溫狀態下所述樣品表面的變化，同時，所述接口端的設置使得所述高溫二次電子探測器收集組件能夠代替所述標準二次電子探測器收集組件安裝在所述光導管接頭上，所述電子進入端的設置使得套設在所述高溫二次電子探測器收集組件內部的所述標準二次電子探測器收集組件能夠順利吸收二次電子，進而成型為檢測圖像。[0019](2)在本發明中，所述隔光套的所述電子進入端處還設置有用於吸收二次電子的吸收結構，所述吸收結構的設置可以將更多的所述二次電子聚集在一起，使得套設在所述高溫二次電子探測器收集組件內部的所述標準二次電子探測器收集組件能夠更好的吸收所述二次電子，進而成型出的圖像能夠更為清晰和明確的反映所述樣品表面的變換。
[0020](3)在本發明中，具有上述的高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡，還包括能對物鏡下極靴進行隔熱的物鏡保護組件，所述物鏡保護組件中間成型有適合電子束穿過的通孔，所述物鏡保護組件上成型有由側壁向中心凹陷的凹口，所述高溫二次電子探測器收集組件與所述物鏡保護組件二者的軸線相互垂直時，所述高溫二次電子探測器收集組件的所述電子進入端可無觸碰地穿過所述凹口 ；所述物鏡保護組件的設置可以避免所述樣品在高溫狀態下產生的熱輻射影響所述物鏡下極靴的性能；所述凹口的設置能避免所述高溫二次電子探測器收集組件與所述物鏡保護組件之間發生觸碰。
[0021](4)在本發明中，所述物鏡保護組件包括多個隔熱片，相鄰兩個所述隔熱片之間留有一定間隙，且所述間隙中墊有隔環，所述隔熱片和所述隔環採用螺栓連接在一起，多個所述隔熱片的設置能夠更好的實現對所述物鏡下極靴的隔熱。
[0022](5)在本發明中，所述物鏡保護組件的一端端面上還設置有適於與所述物鏡下極靴套接的卡環，即所述物鏡保護組件通過所述卡環的摩擦力安裝固定在所述物鏡下極靴上。
[0023](6)在本發明中，所述高溫二次電子探測器收集組件的所述電子進入端不朝向盛放樣品的樣品杯的敞口端設置，從而避免可見光和紅外光直射入所述隔光套內部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1是本發明所述的高溫二次電子探測器收集組件的示意圖；
圖2是本發明所述的物鏡保護組件的示意圖；
圖3是本發明所述的物鏡保護組件的截面圖；
圖中附圖標記表示為:ι-高溫二次電子探測器收集組件；10-隔光套；11_接口端；12-電子進入端；13_柵網；2_物鏡保護組件；21_通孔；22_凹口 ；23_隔熱片；24_隔環；25-螺栓；26_卡環；27_缺口。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖，使用以下實施例對本發明進行進一步闡述。
[0026]如圖1所示，本實施例所述的一種高溫二次電子探測器收集組件，包括標準二次電子探測器收集組件，還包括套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的隔光套10，所述隔光套10的材質能夠阻擋可見光和紅外光，且所述隔光套10的一端為適合與光導管接頭連接的接口端11，所述隔光套10的另一端為電子進入端12。在本實施例中，優選所述隔光套10為鋁套；套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的所述隔光套10能阻擋樣品在高溫狀態下發出的可見光和紅外光，使得所述標準二次電子探測器收集組件能夠避免吸收可見光和紅外光進而產生白斑，保證所述標準二次電子探測器收集組件產生的圖像能夠正常反映高溫狀態下所述樣品表面的變化，同時，所述接口端11的設置使得所述高溫二次電子探測器收集組件I能夠代替所述標準二次電子探測器收集組件安裝在所述光導管接頭上，所述電子進入端12的設置使得套設在所述高溫二次電子探測器收集組件I內部的所述標準二次電子探測器收集組件能夠順利吸收二次電子，進而成型為檢測圖像。
[0027]在本實施例中，所述隔光套10的所述電子進入端12處還設置有用於吸收二次電子的吸收結構；所述吸收結構的設置可以將更多的所述二次電子聚集在一起，使得套設在所述高溫二次電子探測器收集組件I內部的所述標準二次電子探測器收集組件能夠更好的吸收所述二次電子，進而成型出的圖像能夠更為清晰和明確的反映所述樣品表面的變換。作為優選的實施方式，所述吸收結構為柵網13，所述柵網13採用銅線製成，所述銅線的直徑為0.1_，且在本實施例中，選擇所述柵網13的結構與所述標準二次電子探測器收集組件上設置的柵網結構一樣，即每英寸內設置38根所述銅線。
[0028]進一步，在上述實施例的基礎上，所述隔光套10呈錐形，所述吸收結構設置在所述隔光套10的小端，優選所述小端的直徑為18.7mm，所述接口端11設置在所述隔光套10的大端。
[0029]如圖2所示，具有上述的高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡，還包括能對物鏡下極靴進行隔熱的物鏡保護組件2，所述物鏡保護組件2中間成型有適合電子束穿過的通孔21，在本實施例中，優選所述通孔21的直徑為3_，所述物鏡保護組件2上成型有由側壁向中心凹陷的凹口 22，所述高溫二次電子探測器收集組件I與所述物鏡保護組件2 二者的軸線相互垂直時，所述高溫二次電子探測器收集組件I的所述電子進入端12可無觸碰地穿過所述凹口 22，所述物鏡保護組件2上還成型有與所述物鏡下極靴上的適合光闌杆插入的光闌杆缺口相吻合的缺口 27。所述物鏡保護組件2的設置可以避免所述樣品在高溫狀態下產生的熱輻射影響所述物鏡下極靴的性能，；所述凹口 22的設置能避免所述高溫二次電子探測器收集組件I與所述物鏡保護組件2之間發生觸碰。
[0030]在本實施例中，所述物鏡保護組件2包括多個隔熱片23，相鄰兩個所述隔熱片23之間留有一定間隙，且所述間隙中墊有隔環24，所述隔熱片23和所述隔環24採用螺栓25連接在一起，如圖3所示。作為優選的實施方式，所述隔熱片23採用鉭製成，所述隔熱片23的厚度為0.3mm,且所述隔熱片23設為三個，同時，相鄰兩個所述隔熱片23之間的所述間隙設為1.5mm ;在本實施例中，多個所述隔熱片23的設置能夠更好的實現對所述物鏡下極靴的隔熱。
[0031]所述物鏡保護組件2的一端端面上還設置有適於與所述物鏡下極靴套接的卡環26，所述卡環26上成型有所述缺口 27 ;即所述物鏡保護組件2通過所述卡環26的摩擦力安裝固定在所述物鏡下極靴上。
[0032]在上述實施例的基礎上，為了避免可見光和紅外光直射入所述隔光套10內部，所述高溫二次電子探測器收集組件I的所述電子進入端12不朝向盛放樣品的樣品杯的敞口
端設置。
[0033]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種高溫二次電子探測器收集組件，包括標準二次電子探測器收集組件，其特徵在於:還包括套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的隔光套(10)，所述隔光套(10)的材質能夠阻擋可見光和紅外光，且所述隔光套(10)的一端為適合與光導管接頭連接的接口端(11)，所述隔光套(10)的另一端為電子進入端(12)。
2.根據權利要求1所述的高溫二次電子探測器收集組件，其特徵在於:所述隔光套(10)的所述電子進入端(12)處還設置有用於吸收二次電子的吸收結構。
3.根據權利要求2所述的高溫二次電子探測器收集組件，其特徵在於:所述吸收結構為柵網(13)，所述柵網(13)採用銅線製成，所述銅線的直徑為0.1mm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的高溫二次電子探測器收集組件，其特徵在於:所述隔光套(10)為鋁套。
5.根據權利要求2或3所述的高溫二次電子探測器收集組件，其特徵在於:所述隔光套(10)呈錐形，所述吸收結構設置在所述隔光套(10)的小端，所述接口端(11)設置在所述隔光套(10)的大端。
6.一種具有如權利要求1-5中任一項所述的高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡，其特徵在於:還包括能對物鏡下極靴進行隔熱的物鏡保護組件(2)，所述物鏡保護組件(2)中心成型有適合電子束穿過的通孔(21)，所述物鏡保護組件(2)上成型有由側壁向中心凹陷的凹口(22)，所述高溫二次電子探測器收集組件(I)與所述物鏡保護組件(2)二者的軸線相互垂直時，所述高溫二次電子探測器收集組件(I)的所述電子進入端(12)可無觸碰地穿過所述凹口(22)，所述物鏡保護組件(2)上還成型有與所述物鏡下極靴上的適合光闌杆插入的光闌杆缺口相吻合的缺口( 27 )。
7.根據權利要求6所述的高溫掃描電鏡，其特徵在於:所述通孔(21)的直徑為3mm。
8.根據權利要求6或7所述的高溫掃描電鏡，其特徵在於:所述物鏡保護組件(2)包括多個隔熱片(23)，相鄰兩個所述隔熱片(23)之間留有間隙，且所述間隙中墊有隔環(24)，所述隔熱片(23)和所述隔環(24)採用螺栓(25)連接在一起。
9.根據權利要求8所述的高溫掃描電鏡，其特徵在於:所述隔熱片(23)採用鉭製成，所述隔熱片(23)的厚度為0.3mm,且所述隔熱片(23)設為三個。
10.根據權利要求9所述的高溫掃描電鏡，其特徵在於:相鄰兩個所述隔熱片(23)之間的所述間隙設為1.5mm。
11.根據權利要求6-10中任一項所述的高溫掃描電鏡，其特徵在於:所述物鏡保護組件(2 )的一端端面上還設置有適於與所述物鏡下極靴套接的卡環(26 )，所述卡環(26 )上成型有所述缺口(27)。
12.根據權利要求6-11中任一項所述的高溫掃描電鏡，其特徵在於:所述高溫二次電子探測器收集組件(I)的所述電子進入端(12)不朝向盛放樣品的樣品杯的敞口端設置。
【文檔編號】H01J37/28GK103594310SQ201310592456
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】孫佔峰 申請人:北京中科科儀股份有限公司