[实用新型]一种原子力显微镜多型水合物观测装置

说明书

本实用新型提供一种原子力显微镜多型水合物观测装置，包括手套箱、干燥通道、降温通道、输气管道和液氮罐，手套箱内设有合成腔，合成腔内设有原子力显微镜，原子力显微镜的载物台上固定冷热台，液氮罐内设有冷却腔，干燥通道包括进气管和出气管，进气管上设有液氮泵，干燥通道一端的两接口接入手套箱内，另一端的两接口接入冷却腔，降温通道与干燥通道结构相同，降温通道一端的两接口接入冷热台，另一端的两接口接入液氮罐，输气管道一端接入合成腔，另一端连接气瓶。本实用新型的有益效果：通过降温通道控制温度，通过调节输气管道流量控制气压，满足不同类型水合物合成条件，实现了常压下对样品微纳米级表面形态及物理化学性质精准观测。

技术领域

本实用新型涉及原子力显微镜，尤其涉及一种原子力显微镜多型水合物观测装置。

背景技术

原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器，它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。现有原子力显微镜只能在室温或者更高的温度下工作，缺乏针对低温、高压才能存在的多型水合物原子力显微镜观测系统，无法实现在低温、高压条件下合成多型水合物以及对水合物样品表面形貌观察、纳米级力学测试的目的，制约水合物商业化勘探开发。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种原子力显微镜多型水合物观测装置。

本实用新型的实施例提供一种原子力显微镜多型水合物观测装置，包括手套箱、干燥通道、降温通道、输气管道和液氮罐，所述手套箱内设有合成腔，所述合成腔内设有原子力显微镜，所述原子力显微镜的载物台上固定冷热台，所述冷热台内设有空腔，所述液氮罐内设有密闭的冷却腔，所述干燥通道包括进气管和出气管，所述进气管上设有液氮泵，所述干燥通道一端的两接口分别接入所述手套箱内，另一端的两接口分别接入所述冷却腔，所述降温通道与所述干燥通道结构相同，所述降温通道一端的两接口接入所述空腔，另一端的两接口接入所述液氮罐，所述输气管道一端接入所述合成腔，另一端连接气瓶，所述干燥通道上所述液氮泵抽吸所述手套箱内的空气形成循环，使空气中的水分于所述冷却腔内冷却结晶，所述合成腔内加入去离子水并用所述冷热台密封，所述气瓶对所述合成腔内输入气体，所述降温通道上所述液氮泵抽吸所述液氮罐内的氮气形成循环，使所述冷热台降温，所述载物台处合成气体水合物。

进一步地，所述冷热台内设有加热器和与所述加热器连接的温度传感器，所述温度传感器连接温度控制器，所述温度控制器控制所述加热器的加热温度。

进一步地，所述温度控制器连接所述降温通道上的液氮泵并控制所述液氮泵泵送流量。

进一步地，所述冷却腔内设有竖直的隔板，所述隔板隔开所述干燥通道与所述冷却腔的两接口。

进一步地，所述输气管道上设有依次连接的截止阀、三通和减压阀，所述三通还连接着数显式压力表，所述截止阀连接所述合成腔，所述减压阀连接所述气瓶。

进一步地，所述数显式压力表和所述减压阀还连接着计算机，所述计算机由所述数显式压力表得到所述合成腔内的气压并控制所述减压阀进行调节。

进一步地，所述手套箱内设有减震台，所述原子力显微镜放置所述减震台上。

进一步地，所述原子力显微镜连接着显微镜控制器，所述显微镜控制器位于所述手套箱外部。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的原子力显微镜多型水合物观测装置通过降温通道控制合成腔内温度，并通过调节输气管道流量控制合成腔内气压，能满足不同类型水合物合成的条件，同时可以对手套箱气体进行干燥，避免低温时样品表面结霜，从而实现了常压状态下，原子力显微镜对样品微纳米级表面形态及物理化学性质精准观测的目的，所述装置可控温度最低可以达到-190℃，可以在不破坏生物和高分子材料结构的前提下，进行纳米区域的物理性质和形貌观测。

附图说明