[发明专利]用于制备离子探针铟靶装置以及离子探针铟靶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子探针技术领域，特别是涉及一种用于制备离子探针铟靶装置以及离子探针铟靶的制备方法。

背景技术

离子探针(简称SIMS)具有高质量分辨率、高灵敏度和高分析精度的优点，其分析束斑小(一般小于20微米)，样品消耗量低(10-9克)，在微区原位分析领域具有不可替代的技术优势，广泛应用于地球科学、天体地质及环境地质科学领域。

离子探针分析技术主要包括样品制备和仪器测试分析两个重要环节，目前国内外的锆石树脂样品靶的制备中，为了观察锆石内部结构，需要对样品靶进行打磨和抛光，一般会将锆石颗粒打磨出中心，需要将锆石单矿物颗粒磨去二分之一或三分之一厚度。

当前SIMS可以在横向空间分辨率(>10微米)实现高精度的U-Pb测年以及O同位素测定。对于内部结构清晰、环带发育宽度达到两倍空间分辨率的的锆石，通过对其进行显微结构和图像分析的综合观察，进行微区定年，可保证测试结果准确合理。但是，这是测试微区位于矿物颗粒内部的情况，如果感兴趣部位位于颗粒边部，例如，经过低级变质作用形成的变质锆石，仅在锆石边部次生出狭小变质边(<5微米)，该狭小变质边区域的年龄和微量元素组成直接记录了本次变质事件信息，对于解释岩体后期所经历的变质事件是至关重要的。

由于离子探针U-Pb年龄测试的常规束斑在～20微米，常规束斑远远大于狭小变质边的宽度，完全不能对变质锆石变质边进行年龄分析测定。目前定年采用最高分辨率为小束斑(～5微米)，但通过锆石树脂样品靶表面三维立体测定，发现靶面上的锆石颗粒和树脂的接触面为一个斜坡，高差通常在5微米左右，即使用5微米小束斑对其进行测定，就会打到锆石斜坡和树脂的混合物，无法进行分析。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于制备离子探针铟靶装置以及离子探针铟靶的制备方法，用以将离子探针横向>5微米的空间分辨率提高到纵向上1微米高分辨率。

基于上述目的，本发明提供的用于制备离子探针铟靶装置包括靶托、用于加热靶托的加热机构、压力杆、滑动杆、气缸、用于支撑气缸的第一支撑架、用于支撑压力杆的第二支撑架以及用于支撑滑动杆的第三支撑架，所述压力杆的一端与第二支撑杆的顶部活动连接，另一端与气缸相连，所述滑动杆和加热机构均位于压力杆的下方，且滑动杆的一端面对着压力杆，另一端面对着加热机构，所述气缸用于沿着纵向对压力杆施加压力，从而带动滑动杆沿着纵向对加热机构施加压力。

在本发明的一些实施例中，所述第二支撑架在中间部位横向连接有第三支撑架，并与活动杆之间通过该第三支撑架相连，所述滑动杆能够沿着第三支撑架上的滑行轨道往复滑动。

在本发明的一些实施例中，所述靶托的上表面向内凹陷形成至少一个凹槽，所述凹槽内填充有铟，所述凹槽内的铟用于嵌入锆石样品。

在本发明的一些实施例中，所述靶托的上表面向内凹陷形成多条互相平行的凹槽，每条凹槽的宽度为1～2mm。

在本发明的一些实施例中，该装置还包括夹具和背栓螺丝，所述压力杆与气缸的活塞通过夹具固定连接，背栓螺丝用于旋松和拧紧圆形夹具；

所述压力杆上等间距地设置有若干个标示杆，所述标示杆凸起于压力杆。

在本发明的一些实施例中，该装置还包括气体调节阀和氮气源，所述氮气源通过管路连接至气缸，用于对气缸施加压力，所述气体调节阀安装与该管路上，用于控制氮气源所输出的气体流量大小。

在本发明的一些实施例中，该装置还包括安装在滑动杆的中间位置的压力感应装置，所述压力感应装置接收滑动杆上部分传来的压力信号实时监测压力大小，并同时将滑动杆上部分传来的压力传递至滑动杆下部分。

在本发明的一些实施例中，所述第二支撑杆的顶部向内凹陷形成连接凹槽，所述第二支撑杆侧壁开设有与所述连接凹槽贯通的连接孔，所述压力杆在与第二支撑杆相连的端部设置有连接杆，所述连接杆插入连接凹槽内，并通过背栓螺丝固定在所述连接凹槽内。

在本发明的一些实施例中，所述滑动杆的底部螺接有玻璃板，所述滑动杆的底部向内凹陷形成设置有内螺纹的接口，所述玻璃板的上表面安装有连接件，该连接件的外表面设置有外螺纹，所述连接件通过内外螺纹的相互配合螺接于所述接口内。

本发明还提供一种采用上述装置制备离子探针铟靶的方法，包括以下步骤：

1)将铟放入靶托的凹槽中；

2)将加热机构的温度调至50～80℃，对凹槽中的铟进行加热，使其软化；

3)将软化的铟平整的压入凹槽；