真空樣品轉(zhuǎn)移裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及真空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種真空樣品轉(zhuǎn)移裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]按壓力等級(jí)來分，真空分為低真空、中真空、高真空以及超高真空。一般來說，真空設(shè)備由真空泵、真空計(jì)、真空腔體及其它元件，借助真空管道組合而成，以保證在一定空間內(nèi)獲得并保持特定真空環(huán)境，確保某項(xiàng)工藝過程或物理過程在真空系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施。
[0003]傳統(tǒng)的，為了保證樣品在真空環(huán)境中傳遞，通常利用真空轉(zhuǎn)移箱來進(jìn)行傳遞。真空轉(zhuǎn)移箱具有良好的真空密封性能，進(jìn)行操作時(shí)，首先將真空轉(zhuǎn)移箱安裝到樣品腔體中，利用樣品傳輸工具將樣品轉(zhuǎn)移到真空箱內(nèi)，密封后，將真空箱取下，然后再安裝到測(cè)試設(shè)備或分析設(shè)備的指定窗口，再利用進(jìn)樣工具將樣品取出，然后再安裝到測(cè)試設(shè)備或分析設(shè)備的樣品臺(tái)上。這種方式操作繁瑣，而且真空轉(zhuǎn)移箱通用性不強(qiáng)。
[0004]為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)如中國(guó)專利CN203849265U公開了一種超高真空樣品轉(zhuǎn)移設(shè)備，其采用磁力傳樣桿實(shí)現(xiàn)在真空管路內(nèi)部傳遞樣品，從而保證樣品在傳遞過程中一直處于超高真空環(huán)境中。該設(shè)備進(jìn)行樣品轉(zhuǎn)移時(shí)，將磁力傳樣桿穿過手閥，伸至樣品制備系統(tǒng)中通過磁力傳樣桿端部的機(jī)械手抓取樣品，抓住樣品后，回撤磁力傳樣桿，將樣品從超高真空樣品制備系統(tǒng)傳送到樣品轉(zhuǎn)移腔中放開機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)傳樣。
[0005]然而，該現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用中仍存在以下問題:要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的抓取動(dòng)作和放開動(dòng)作需要很復(fù)雜的電子及機(jī)械控制系統(tǒng)才能完成，因此采用機(jī)械手來抓取和放開樣品必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的問題，而且，由于樣品多種多樣，機(jī)械手在傳遞過程中容易出現(xiàn)抓不緊而導(dǎo)致樣品掉落的情況出現(xiàn)，可靠性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為此，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、簡(jiǎn)單操作即可完成樣品在真空環(huán)境傳遞的真空樣品轉(zhuǎn)移裝置。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種真空樣品轉(zhuǎn)移裝置，包括:
[0009]真空腔；
[0010]真空管路，用于連接真空腔與取樣或受樣設(shè)備，設(shè)有真空閥門；
[0011]磁力桿，具有位于真空腔外的真空外磁力環(huán)和位于真空腔內(nèi)的真空內(nèi)磁力環(huán)；
[0012]傳樣桿，設(shè)置在真空腔內(nèi)，與真空內(nèi)磁力環(huán)連接，前端設(shè)有具有兩個(gè)叉的叉形樣品杯卡;
[0013]樣品杯，用于承載真空樣品，具有內(nèi)凹型臺(tái)階結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)凹型臺(tái)階結(jié)構(gòu)與所述兩個(gè)叉卡接配合而裝配在傳樣桿上；
[0014]外力驅(qū)動(dòng)真空外磁力環(huán)時(shí)，真空外磁力環(huán)通過磁力作用驅(qū)動(dòng)真空內(nèi)磁力環(huán)帶動(dòng)位于傳樣桿上的樣品杯沿軸向、徑向和圓周方向運(yùn)動(dòng)。
[0015]其中一個(gè)叉由彈性材料制成，所述兩個(gè)叉形成的叉口的間距小于所述樣品杯的內(nèi)凹型臺(tái)階結(jié)構(gòu)的寬度，以使所述樣品杯卡卡取所述樣品杯時(shí)形成彈性卡接。
[0016]還包括用于設(shè)置在取樣或受樣設(shè)備上的樣品座，所述樣品座成型有第一配合部，所述樣品杯上成型有用于與第一配合部裝配的第二配合部，所述樣品座上還設(shè)有用于將所述第一配合部和第二配合部鎖緊的鎖緊部，所述樣品杯卡的其中一個(gè)叉為驅(qū)動(dòng)所述鎖緊部的操縱件。
[0017]所述第一配合部為所述樣品座的上表面成型的沿豎直方向延伸的安裝孔，所述第二配合部為所述樣品杯底面成型的沿豎直方向延伸的并用于所述安裝孔形成插接配合的安裝柱，所述鎖緊部包括所述樣品座側(cè)壁上成型的沿水平方向延伸并與所述安裝孔相通的螺紋孔和與所述螺紋孔形成螺紋配合的螺紋緊固件，旋入所述螺紋孔一定深度的螺紋緊固件的底端通過向所述安裝柱施加鎖緊力以將所述安裝柱和所述安裝孔鎖緊，所述螺紋緊固件的前端面上成型第一卡接部。
[0018]所述樣品杯卡的其中一個(gè)叉偏離所述傳樣桿的中軸線設(shè)置，另一個(gè)叉位于所述傳樣桿的中軸線上，該叉的自由端成型有用于與所述第一卡接部形成卡接配合的第二卡接部，該叉的第二卡接部能夠在所述磁力桿的驅(qū)動(dòng)下卡接所述第一卡接部并通過旋轉(zhuǎn)擰緊所述螺紋緊固件。
[0019]所述螺紋緊固件為鎖緊螺釘，所述第一卡接部為一字或十字凹槽，叉的第二卡接部為一字或十字型螺絲刀。
[0020]所述真空管路上還設(shè)有柔性密封管，所述柔性密封管一側(cè)真空密封連接于所述真空閥門，另一側(cè)用于真空密封連接于所述取樣或受樣設(shè)備。
[0021]所述柔性密封管為波紋管。
[0022]還包括端口調(diào)節(jié)器，配置在所述磁力桿上，用于實(shí)現(xiàn)所述磁力桿軸向、徑向及圓周方向的微調(diào)。
[0023]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、本發(fā)明真空樣品轉(zhuǎn)移裝置，通過傳樣桿前端的叉形樣品杯卡和樣品杯的內(nèi)凹型臺(tái)階結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使得真空樣品在轉(zhuǎn)移過程中穩(wěn)定可靠，不會(huì)出現(xiàn)樣品掉落的問題；而且，本發(fā)明真空轉(zhuǎn)移裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、通用性強(qiáng)，可適用不同真空系統(tǒng)的樣品室和樣品臺(tái)。
[0025]2、本發(fā)明真空樣品轉(zhuǎn)移裝置，所述樣品座成型有第一配合部，所述樣品杯上成型有適于與第一配合部裝配的第二配合部，所述樣品座上還設(shè)有用于將所述第一配合部和第二配合部鎖緊的可受操縱的鎖緊部，所述樣品杯卡的其中一個(gè)所述叉為驅(qū)動(dòng)所述鎖緊部的操縱件，通過以上設(shè)置使得樣品在保持真空環(huán)境不受影響的情況下進(jìn)一步固定樣品杯和樣品座，提高了樣品在觀測(cè)狀態(tài)下的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0026]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0027]圖1是本發(fā)明真空樣品轉(zhuǎn)移裝置的總體示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明真空樣品轉(zhuǎn)移裝置的進(jìn)樣部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明樣品杯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明的樣品杯捕獲樣品前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5是本發(fā)明的樣品杯捕獲樣品后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是本發(fā)明的樣品座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7a-圖7d是本發(fā)明的樣品杯安裝到樣品座上的過程圖。
[0034]圖中附圖標(biāo)記表示為:1_磁力桿；2_傳樣桿；3_真空腔；4_樣品杯卡；41、42_叉；41a-第二卡接部；43_叉口 ；5_樣品杯；51_內(nèi)凹型臺(tái)階結(jié)構(gòu)；52_安裝柱；6_真空閥門；7-波紋管；8_樣品室；9_樣品臺(tái)；10_樣品座;101_安裝孔;102_螺紋孔；103_螺紋緊固件；103a-第—^接部；11-端口調(diào)節(jié)器。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下將結(jié)合附圖，使用以下實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
[0036]圖1示出了本【具體實(shí)施方式】的主要技術(shù)內(nèi)容，本【具體實(shí)施方式】提供了一種真空樣品轉(zhuǎn)移裝置，所述真空樣品轉(zhuǎn)移裝置包括:具有真空外磁力環(huán)和真空內(nèi)磁力環(huán)的磁力桿1、真空腔3、傳樣桿2、用于承載真空樣品的樣品杯5，以及用于連接真空腔3與取樣或受樣設(shè)備的真空管路；其中，所述磁力桿，通過驅(qū)動(dòng)真空外磁力環(huán)，利用磁力作用，可驅(qū)動(dòng)真空內(nèi)磁力環(huán)沿軸向、徑向和圓周方向運(yùn)動(dòng)；所述真空腔內(nèi)部設(shè)有所述真空內(nèi)磁力環(huán)和所述傳樣桿2，所述傳樣桿2與所述真空內(nèi)磁力環(huán)連接，所述傳樣桿2的前端設(shè)有具有兩個(gè)叉41和42的叉形樣品杯卡4 ;如圖3所示，所述樣品杯5的傳樣裝卡部位為適于與所述兩個(gè)叉41和42形成卡接配合的內(nèi)凹型臺(tái)階結(jié)構(gòu)51 ;所述真空管路上設(shè)有真空閥門。所述磁力桿1、傳樣桿2和樣品杯卡4用于獲取并傳遞樣品，稱為進(jìn)樣系統(tǒng)，如圖2所示。
[0037]本發(fā)明提供的真空樣品轉(zhuǎn)移裝置可用于不同真空等級(jí)下的真空樣品的轉(zhuǎn)移，下面以用于將取樣系統(tǒng)中的樣品轉(zhuǎn)移到掃描電鏡中的高真空等級(jí)為例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。
[0038]本【具體實(shí)施方式】的真空樣品轉(zhuǎn)移裝置將取樣系統(tǒng)的樣品轉(zhuǎn)移到掃描電鏡的樣品臺(tái)9的工作過程如下:
[0039]首先，將所述真空轉(zhuǎn)移裝置與取樣系統(tǒng)密封對(duì)接，具體地，將所述真空轉(zhuǎn)移裝置的真空管路與取樣系統(tǒng)的樣品室進(jìn)行密封對(duì)接，然后，打開真空管路上的真空閥門6，操縱磁力桿I的真空外磁力環(huán)，利用磁力作用，驅(qū)動(dòng)連接真空內(nèi)磁力環(huán)的傳樣桿2伸入取樣系統(tǒng)中，并通過傳樣桿2前端的叉形樣品杯卡4捕獲取樣系統(tǒng)中的承載有真空樣品的樣品杯5 ;然后再次操縱磁力桿I的真空外磁力環(huán)，將樣品杯5撤回到真空腔3內(nèi)，關(guān)閉真空閥門6，保持真空腔3內(nèi)的高真空環(huán)境，需要補(bǔ)充的是，為了保持真空腔3內(nèi)的高真空環(huán)境，可通過在真空腔3上連接高真空維持裝置來保持高真空環(huán)境。
[0040]獲取到真空樣品的真空轉(zhuǎn)移裝置進(jìn)一步安裝到掃描電鏡的樣品室8窗口上并保持真空密封，然后將真空閥門6打開，操縱磁力桿I將傳樣桿前端的樣品杯5放置到掃描電鏡的樣品臺(tái)10上；抽回磁力桿1，關(guān)閉真空閥門6，等待掃描電鏡真空度恢復(fù)后，即可進(jìn)行觀測(cè)。
[0041]從掃描電鏡樣品室中將樣品轉(zhuǎn)移到其他真空系統(tǒng)中的步驟與上述步驟相反即可。
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