[发明专利]样品封装系统和方法

说明书

一种样品封装系统(10)包括基座(12)、具有入口(34)的腔室(16)以及容纳腔室(16)的腔室壳体(14)。腔室(16)至少部分固定地安装在壳体(14)内，并且壳体(14)可移动地安装到基座(12)。系统(10)包括盖(70)、可操作地安装到盖(70)用于接合腔室入口(34)的第一压头(74)，以及位于腔室(16)内且与入口(34)相对地设置的第二压头(92)。第二压头(92)可以朝向和远离第一压头(74)移动。在封装操作过程期间，腔室(16)和壳体(14)可以移动朝向盖(70)用于将第一压头(74)和腔室入口(34)接合，在封装操作过程之后，腔室(16)和壳体(14)可以移动远离盖(70)用于将第一压头(74)从腔室入口(34)脱离。系统包括加热和冷却组件以及温度传感器，温度传感器远离腔室内部以自动地使冷却水与系统。

背景技术

样品检验(诸如通过金相检验)需要多个预备步骤。例如，可能需要将样品切割或分割成特定尺寸、安装或封装在支撑材料中、研磨和/或抛光以用于检验。安装这样的样品以便于处理并且维持能够辨别样品和安装样品的材料。安装材料通常是树脂，诸如热塑性树脂，包括酚醛塑料、酞酸盐脂、环氧树脂、甲基丙酸烯等。这些材料可以从伊利诺伊州布勒夫湖的Buehler公司(一家ITW公司)商购获取。

可以通过多种方式完成安装。其中一种安装样品的方法是挤压安装工艺。在挤压安装工艺中，将样品放在腔室中或将样品和安装混合物一起模制。样品和混合物在压力下被加热，例如，通过使用加热线圈和液压压头。在设定的温度和压力下保持预定的时间段之后，将加热源与模具分离，此时冷却液围绕模具流动以冷却封装的样品。在预定的时间段之后，释放压力，将样品从模具中移出。

如果在释放压力和从模具中取出封装的样品之前没有充分冷却封装的样品(即，样品和制模混合物)，制模混合物可能会变形或收缩(例如，脱离样品)。这会导致在之后的样品预备步骤期间(诸如打磨)样品边缘的周围磨损，其可能危害到随后的金相检验。另外，如果封装的样品没有充分冷却，可能很难对其进行处理。

在通常的操作中，为了防止过早移除样品，冷却系统以设定时间段运行。不管样品是否已经达到所需的最终温度都使用这个时间。因此，经常发生的是，冷却系统运行过久而且浪费冷却液(通常是来自市政水系统的水)。

在一个压模系统中，如上所述使用的模具维持在高压高温下。在模具或压力腔室中模具的压力通常都达到4000磅/平方英寸。在传统的系统中，样品和材料放置在模具中，盖放置在模具的上端部。液压压头移动进入腔室，以施加力在样品和材料上，并且驱动加热线圈以加热具有材料和样品的腔室。腔室是直壁圆柱形的腔室，盖包括塞子，一旦盖锁定在适当位置，塞子插入到腔室的顶部。塞子紧密地配合到腔室以确保维持腔室内的压力范围。

这种结构的缺点是，由于严格的公差，插入到腔室的顶部的塞子可能很难插入，并且盖可能很难紧固或锁定到腔室上。当塞子紧紧地安装在腔室顶部中时，盖很难松开和取下。

这样的封闭系统在高温和高压下操作，与模具或压力腔室配合的封闭系统，即盖，是相当重的，因为盖通常都是由钢制成的。另外，盖安装到系统以保持连接到系统。这样，盖可能难以操纵，并且可能要求相当大的力(或使用者力量)来操纵。

因此，需要一种具有模具腔室的样品预备或封装系统，该模具腔室容易允许操作者不需要过多的力就能关闭和锁定以及解锁和打开腔室盖。理想的是，这样的系统还包括盖组件，其允许不需要过多的力或使用者力量就能容易地打开和关闭系统。更理想的是，这样的系统还包括自动冷却系统，一旦已经确定样品达到所需的最终温度，冷却系统会在规定的时间终止水流。

发明内容

一种样品封装系统包括基座、具有入口的腔室、和容纳腔室的腔室壳体。腔室至少部分固定地安装在腔室壳体内并且腔室壳体可移动地安装到基座。

系统包括盖、可操作地安装到盖用于接合腔室入口的第一压头，以及位于腔室内且与入口相对地设置的第二压头。第二压头可以朝向和远离第一压头移动。