[发明专利]压电陶瓷驱动的透射电子显微镜用样品载台Y轴倾转装置

说明书

技术领域

本发明涉及透射电子显微镜配件领域，尤其是一种压电陶瓷驱动的透射电子显微镜用样品载台Y轴倾转装置。

背景技术

透射电子显微镜中有时需要对样品相对于入射电子束的方向进行调整以获得更好的观察结果，沿着样品杆杆轴的旋转称为X轴旋转，垂直于杆轴和电子束入射方向的旋转称为Y轴旋转。一般X轴旋转由透射电子显微镜的测角台来实现，和样品杆无关，而Y轴的旋转需要在样品杆上通过旋转样品载台来实现。传统的Y轴旋转装置是将样品载台通过极细的宝石转轴嵌与样品杆前端，通过真空外伺服电机的转动驱动转动连接杆，转动连接杆过真空，并驱动样品夹具，实现倾转。技术成熟，但是存在机械结构复杂，样品载台的宝石转轴极易损坏等缺点。另外一个问题在于这种Y倾转方案，整体转动装置所占体积较大，占用了几乎整个的样品杆杆内空间，若想在样品杆上加装额外的测量装置几乎不可能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种压电陶瓷驱动的透射电子显微镜用样品载台Y轴倾转装置，其机械部分占用体积小，倾转角度精细可控，整个结构稳定性好，经久耐用。

为实现上述目的，本发明压电陶瓷驱动的透射电子显微镜用样品载台Y轴倾转装置，包括样品杆杆身和样品载台，样品杆杆身的前端固定设置有左右两根压电陶瓷，两根压电陶瓷的前端均设置有导电光滑硬质体，样品载台上安装部位的左右两侧分别设置有弹性金属丝，样品载台通过弹性金属丝环抱夹紧安装在导电光滑硬质体上；通过在压电陶瓷上加载锯齿波电压使压电陶瓷发生时间不对称的上下振动，使样品载台发生以两个导电光滑硬质体的中心连线为转轴的旋转。

进一步，所述压电陶瓷为压电陶瓷管或者剪切形变压电陶瓷块，所述导电光滑硬质体为导电光滑硬质小球或导电光滑硬质圆柱体。

进一步，所述压电陶瓷管内壁、外壁均镀有金属层作为电极，其中外壁电极沿轴向被等分为2份、4份或6份，相对的两个电极上分别加上极性相反的电压时，压电陶瓷管会向一侧发生弯曲。

 

进一步，所述样品载台的安装部位上设置有细孔，弹性金属丝的一端插入细孔内，另一端弯成半圆环状夹紧在导电光滑硬质体上。

进一步，所述弹性金属丝采用铍铜丝、无磁弹簧钢丝、无磁弹簧钢片、铍铜片或无磁弹簧钢片制成。

进一步，所述弹性金属丝夹紧在导电光滑硬质体上来保证所述的样品载台机械安装稳定，同时在加速旋转时所述弹性金属丝相对导电光滑硬质体的表面滑动。

进一步，所述锯齿波电压的电压上升与下降的时间不对等，所述压电陶瓷管在所述锯齿波电压作用下，发生形变和恢复形变的时间不对等，形变过程中，夹持于所述导电光滑硬质小球上的所述样品载台在惯性作用下发生转动。

进一步，所述样品杆杆身的中心设置有用于电学线缆布线的通孔，所述样品杆杆身的尾端设置有用于穿设电学电缆的线缆真空穿通。

进一步，所述样品杆杆身与压电陶瓷管之间设置有金属座，所述样品杆杆身的前端左右两侧分别通过螺丝固定设置有金属座，每一个金属座上均用导电胶粘接所述压电陶瓷管，粘接时，压电陶瓷管一对相对的电极上下对称放置用于施加驱动电压信号；所述压电陶瓷管与导电光滑硬质小球之间设置有金属柱，所述压电陶瓷管的前端通过导电粘接金属柱，金属柱上采用导电胶粘接所述导电光滑硬质小球。金属柱、金属座与压电陶瓷管外壁电极电学绝缘。

进一步，所述金属样品载台、弹性金属丝、导电光滑小球、金属柱、陶瓷管内壁、金属座、样品杆杆身均实现电学连接，样品载台与样品杆杆身等电位。

本发明的优势在于，装置机械设计简单、结构紧凑，可为透射电子显微镜样品杆节省空间安放其他部件；倾转量控制精确，大的倾转角由多步小角度倾转获得，每一步的倾转量由压电陶瓷的偏转量大小决定，精确可控。本装置可用于常规透射电子显微镜样品杆上，通用性强。

附图说明

图1为压电陶瓷驱动双倾样品杆整体结构示意图；

图2为样品杆倾转端头组成放大示意图；

图3为压电陶瓷管在锯齿波电压下振动示意图；

图4为压电陶瓷管加电示意图；

图5为驱动电压波形及压电陶瓷驱动下样品载台转动原理图。

具体实施方式