[发明专利]一种用于电子背散射衍射试样震动抛光的夹具及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹具及其使用方法，具体地涉及一种用于电子背散射衍射试样震动抛光的夹具及其使用方法。

背景技术

电子背散射衍射(EBSD，即Electron BackScattered Diffraction)，即通过一束固定的电子束打到倾斜的晶体试样上，从而在荧光屏上形成衍射图，该衍射图表明了试样的晶体结构。主要用于快速获取晶体材料的晶体学信息，可对材料进行织构和晶粒间取向差分析，晶粒尺寸及形状分布分析，晶界、亚晶及孪晶分析，应变和再结晶的分析，以及相鉴定和相含量计算等，解决材料在结晶、薄膜制备、半导体器件、形变、再结晶、相变、断裂、腐蚀等过程中的问题。

随着电子背散射衍射分析技术的发展，在日常科研和生产工作中关于电子背散射衍射分析的实验要求也越来越多。由于电子背散射衍射分析对于试样的要求很高，因此电子背散射衍射分析试样的制备便成为一个重要的研究方向。电子背散射衍射分析对于试样的限制主要来自两个方面：一是由于电子背散射衍射分析时需要对试样进行一定角度的倾斜，因此也就要求试样尺寸不能太大；二是电子背散射衍射分析对于试样表面的应变残余层的厚度要求较高，一旦应变残余层较厚就会对衍射花样的质量产生严重的影响，甚至可能导致无法产生花样。

上述对于试样的限制要求使得制备试样时存在如下困难：

首先，小试样尺寸本身提高了试样制备的难度。试样尺寸小必然导致在磨光和抛光阶段使得试样不易把持，从而增加磨光和抛光的难度，甚至于会发生试样把持不住导致试样飞出的情况，这会对制样人员的人身安全造成威胁并极易毁坏试样；

其次，电子背散射衍射分析对于试样的表面应力状态要求很高，因此一般情况主要采取多重抛光的办法减少表面应力，即先在高转速、粗抛光颗粒抛光液下进行初抛，而后在低转速、细抛光颗粒抛光液下进行精抛。对于某些特别试样甚至需要3～4重多次抛光，如此便极大地降低了试样制备的效率，无法满足科研和生产的需要；另外一种做法是采用震动抛光技术去除试样表面的应力层。震动抛光的原理是利用试样震动和自重来来减少表面应变层的技术，主要用于较软材料的抛光。但电子背散射衍射分析试样本身对试样尺寸的要求导致其本身重量无法达到震动抛光的重量要求。而且现有的试样夹具无法满足对不同抛光试样灵活配重要求，只能单一配重，即按照试样要求进行最优的配重。

再次，原有的制样方法对试样抛光前的平行度要求很高。要求试样在制备前试样上下表面必须平行，因为其在制样过程中无法调整试样上下表面的平行度。另外，如果需要观察试样特殊平面的取向，传统的制样过程中无法达到。

对于试样的制备和加工，目前国内主要存在如下专利文献：

申请号：200520126668.7，实用新型名称：光谱分析试样多功能磨样夹具。其主要特征为在手柄的前端固定上调节活套，在调节活套的口沿上设对称的四个凹形嵌口，在相邻凹形嵌口之间的弧形片上均设有调节螺钉，通过凹形嵌口和调节螺钉将无磁性材料和形状各异、厚度不一的试样固定。然而，通过该实用新型提供的夹具，并无法保证特殊取向试样的固定，即无法制备与特定晶体取向具备一定关系的试样表面，而且无法灵活配重。

申请号：200620047017.3，实用新型名称：一种试样抛光夹具。该实用新型所提供的夹具通过设置两个凹腔放置试样，并通过紧固螺钉从本体侧段伸入本体凹腔以夹紧固定试样，并在本体腔内设置磁性体用以吸附试样。然而，该种夹具无法进行非磁性试样的制备，并无法灵活配重，而且无法制备与特定晶体取向具备一定关系的试样表面。

发明内容

为解决上述存在的目的，本发明的目的在于提供一种用于电子背散射衍射试样震动抛光的夹具，用于有效解决电子背散射衍射试样由于尺寸较小导致的试样制备困难问题、因试样重量较小而导致的震动抛光效果不好的问题以及与特定晶体取向具备一定关系的试样表面的加工问题。同时，本发明还提供所述用于电子背散射衍射试样震动抛光的夹具的使用方法。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于电子背散射衍射试样震动抛光的夹具，所述夹具用于夹持试样，其特征在于：

所述试样设置于第二圆柱体底部，

所述第二圆柱体上方依次设置有第一圆柱体和配重片，

在所述试样水平方向设置有第一螺柱，所述第一螺柱从第二圆柱体侧壁的通孔伸入第二圆柱体内侧，

在所述试样上端垂直方向设置有第二螺柱，所述第二螺柱从第二圆柱体、第一圆柱体和配重片的通孔伸入第二圆柱体内部。