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離子減薄儀的設計不只是您想象的那么簡單

點擊次數:981 更新時間:2021-04-26
  離子減薄儀是一種用來制備透射電鏡樣品的設備,其原理是利用被電離的氬離子轟擊樣品表面,從而使樣品減薄,達到透射電鏡觀察要求。頁巖中的微孔隙及微裂縫是頁巖氣儲存空間及流通通道,有重要的研究價值,然而頁巖中的孔隙微小,多為納米級,用傳統的制樣方法很難觀察到。國外一些研究人員采用氬離子拋光制樣方法,成功地觀察到了頁巖中的納米級孔隙,由于國內當時還沒有此類設備,我們把我實驗室原有的離子減薄儀進行開發,成功地實現了氬離子拋光的功能,滿足了科研需求。
 
  離子減薄儀的工作原理是:利用高壓對氬氣進行電離,電離后的氬離子在電場作用下,轟擊樣品表面,樣品在氬離子的不斷轟擊下逐漸減薄,直至滿足透射電鏡觀察要求。氬離子拋光儀與離子減薄儀工作原理一致,也是用氬離子轟擊樣品表面,使樣品表面變的光滑平整,所以設備基本結構不需要改動。
 
  離子減薄儀專門為制備透射樣品而設計(透射電鏡樣品為直徑3 mm,厚度幾個微米的薄片),為了滿足設備工作條件,掃描電鏡樣品需要進行預處理,首先把樣品切割成1 mm厚的薄片,再用砂紙對樣品表面進行打磨,對樣品表面打磨時,砂紙選擇要由粗到細,較后的砂紙目數為2000~3000目。
 
  透射電鏡樣品尺寸很小,樣品要粘在載片中間的小孔上。掃描電鏡觀察的樣品尺寸比透射樣品大的多,為了提高效率,我們一次可以多放幾個個樣品,用熱熔膠固定在樣品臺上(如圖2所示)。接下來的工作是調整工作參數,包括電壓、氬離子流,樣品傾角、拋光時間等。增加工作電壓和氬離子流可以提高拋光效率,但是這兩個參數過高容易對樣品造成損傷;樣品傾角大,拋光面積小,效率高,樣品傾角小。
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