[发明专利]一种可以对块体材料进行加工并实现原子尺度原位变形的方法和装置

摘要

一种可以对块体材料进行加工并实现原子尺度原位变形的方法和装置属于材料显微结构原位变形研究领域。现有研究方法的样品制备过程复杂，且只能研究种类很少的材料。本发明装置包括充分考虑聚焦离子束系统的狭小工作空间和机械手工作角度后设计的支撑部分(1)、驱动部分(2)和连接部分(3)。支撑部分是金属半环；驱动部分是热驱动双金属片；连接部分是表面经过抛光的金属条。本发明方法通过聚焦离子束从块体材料中剥离出用于变形的部分(4)；通过机械手将其转移、固定到本发明装置的连接部分上；再通过聚焦离子束将用于变形的部分加工成可以进行原子尺度观察的样品。本发明极大的简化样品制备过程，并可对绝大多数块体材料进行研究。

主权项

一种应用可以对块体材料进行加工并实现原子尺度原位变形的装置的方法，该装置包括支撑部分(1)、驱动部分(2)和连接部分(3)；所述的支撑部分是金属半环；驱动部分是由线膨胀系数不同的两种金属组成的双金属片，线膨胀系数小的金属在外侧，线膨胀系数大的金属在内侧，驱动部分一端用固定在金属半环上，另一端与连接部分连接，并对称分布在金属半环的中心；连接部分为表面经过抛光的金属条，位于驱动部分顶端并与驱动部分垂直；其特征在于，包括以下步骤：1)运用聚焦离子束系统，从大块材料上剥离出用于变形的部分(4)，该部分长15—20μm，厚1—2μm，宽3—6μm；2)通过机械手将剥离出来的部分转移、固定到所述装置的连接部分上；3)运用聚焦离子束系统，将固定好的用于变形的部分加工成进行原子尺度观察的样品，此时样品厚50—100nm，宽2—4μm；4)将所述装置固定在透射电子显微镜的可加热样品杆上放入透射电镜中；5)升高样品杆温度，由于双金属片两侧金属的线膨胀系数不同，会向外侧弯曲，进而通过连接部分带动样品实现变形，与此同时，利用透射电镜进行原子尺度的原位观察，从而实现原子尺度下对块体材料的塑性变形机制进行研究。