一种透射电子显微镜的物镜极靴制造技术

本发明专利技术公开了一种透射电子显微镜的物镜极靴，包括上极靴、下极靴和隔套，装配时，上极靴、下极靴和隔套对配，需保证同轴度。本发明专利技术中物镜的上极靴与下极靴通过隔套实现无应力连接，磁特性效果好(由于无应力)；上极靴与下极靴的小孔便于加工、工艺性好；隔套外圆周上的通孔便于安装能谱仪等附件，可扩展性强；极靴材料选用高性能软磁材料1J22，可靠、效果好；采用了三段式连接方式，具有结构简单、维修方便的特点，提高了实用性能；采用了优异的热传导材料锡青铜，作为热传导材料和隔套，效果好、寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透射电子显微镜的物镜极靴，属于微纳测控

技术介绍
人们对微观物质的观察是无限的，电子显微镜就是一种可以观察微小物质的重要仪器，他可以观察0.25nm以下的物质。电子显微镜以电子束作为照明光源，以磁透镜或静电透镜作为偏转电子的装置，实现光学放大。电子显微镜在物理、化学、材料、科学研究、生命科学、地质、探矿、机械工业、电子工业等军民领域具有非常广泛的应用前景。电子显微镜通过电子束照射在样品上，通过物镜的聚焦作用，实现对样品的观察， 物镜磁路包括围绕物镜线圈的纯铁骨架和纯铁骨架的延伸部位，物镜极靴。物镜极靴是形成物镜磁场的关键器件，一般由精密合金制作，制作需要非常精密，否则，会产生像散、图像畸变等误差，降低分辨率和清晰程度。同时还要考虑电镜安装附件的需要，所以在结构上需要综合考虑，才能实现多方面的需要。在各种物镜极靴中，大都存在有机械结构设计比较复杂、使用不灵活；且不便装配、不便维修。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出一种透射电子显微镜的物镜极靴。一种透射电子显微镜的物镜极靴，包括上极靴、下极靴和隔套；上极靴上端为圆柱形，下端为倒圆锥形，圆锥形的底端为平面F1,圆柱形上设有圆形螺纹孔A，用于与其他部件连接；圆形螺纹孔A下端设有锥形凹槽B，锥形凹槽B下端设有上极靴孔，上极靴孔的直径为D1,上极靴孔与锥形凹槽B连接的部分设有倒角C ；圆形螺纹孔A的直径大于锥形凹槽B上端直径，锥形凹槽B下端直径大于上极靴孔的直径；底端为平面&的外缘直径为上极靴孔的直径的三倍以上；倒圆锥形外围还设有凸台A，用于与隔套中的环形凹槽A过盈配合，环形凹槽A的端面与凸台A的端面重合；所述的上极靴孔的长度大于或者等于上极靴孔的直径；下极靴为圆锥形，顶部为平面F2,顶端设有下极靴孔，下极靴孔的直径为D2，D2 < D1,下极靴孔下端设有锥形孔D，锥形孔D下端设有圆孔E，圆孔E下端为圆孔F，锥形孔D 上端面的直径与下极靴孔的直径相同，下端面的直径与圆孔E的直径相同，圆孔F的直径大于圆孔E的直径；下极靴圆锥形的底端外围设有凸台B，用于与隔套中的环形凹槽B过盈配合，环形凹槽B的端面与凸台B的端面重合；所述的下极靴孔与锥形孔D的长度大于或者等于下极靴孔的直径；平面F1与平面F2之间的距离为S，S与D根据电子光学计算得到；隔套为圆筒形，上下端分别设有环形凹槽A和环形凹槽B，用于过盈配合上极靴和下极靴，内部还设有下极靴隔板，下极靴隔板位于下极靴锥形的外围，下极靴隔板上端的隔套外圆周设有通孔G ；下极靴隔板下端的隔套外圆周设有两个对称的通孔H，用于安装物镜极靴。本专利技术的优点在于(1)物镜的上极靴与下极靴通过隔套实现无应力连接，磁特性效果好(由于无应力)；(2)上极靴与下极靴的小孔便于加工、工艺性好；(3)隔套外圆周上的通孔便于安装能谱仪等附件，可扩展性强；(4)极靴材料选用高性能软磁材料1J22，可靠、效果好；(5)采用了三段式连接方式，具有结构简单、维修方便的特点，提高了实用性能；(6)采用了优异的热传导材料锡青铜，作为热传导材料和隔套，效果好、寿命长。附图说明图1是本专利技术物镜极靴的结构示意图2是本专利技术物镜极靴的纵向剖面图3是本专利技术物镜极靴的横向剖面图4是本专利技术上极靴的结构示意图5是本专利技术上极靴的剖面图6是本专利技术下极靴的结构示意图7是本专利技术下极靴的剖面图8是本专利技术隔套的结构示意图9是本专利技术隔套的纵向剖面图10是本专利技术隔套的横向剖面图中1-上极靴 2-下极靴 3-隔套4-上极靴孔5-凸台A 6-下极靴孔7-凸台B 8-下极靴隔板具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术是一种透射电子显微镜的物镜极靴，如图1、图2、图3所示，包括上极靴1、 下极靴2和隔套3。上极靴1如图4、图5所示，上极靴1上端为圆柱形，下端为倒圆锥形，圆锥形的底端为平面F1，圆柱形上设有圆形螺纹孔A，用于与其他部件连接；圆形螺纹孔A外围设有两个小锥孔，小锥孔位于同一直径上，起到标记作用；圆形螺纹孔A下端设有锥形凹槽B，锥形凹槽B下端设有上极靴孔4，上极靴孔4的直径为D1，上极靴孔4与锥形凹槽B连接的部分设有倒角C ；圆形螺纹孔A的直径大于锥形凹槽B上端直径，锥形凹槽B下端直径大于上极靴孔4的直径。底端为平面F1的外缘直径为上极靴孔4的直径的三倍以上。倒圆锥形外围还设有凸台A5，用于与隔套3中的环形凹槽A过盈配合，过盈量0. 003-0. 005mm，环形凹槽A的端面与凸台A5的端面重合。所述的上极靴孔4的长度大于或者等于上极靴孔4的直径。下极靴2如图6、图7所示，下极靴2为圆锥形，顶部为平面F2，顶端设有下极靴孔 6，下极靴孔6的直径为D2，D2 < D1,下极靴孔6下端设有锥形孔D，锥形孔D下端设有圆孔 E，圆孔E下端为圆孔F，锥形孔D上端面的直径与下极靴孔6的直径相同，下端面的直径与圆孔E的直径相同，圆孔F的直径大于圆孔E的直径。下极靴2圆锥形的底端外围设有凸台B7，用于与隔套3中的环形凹槽B过盈配合，过盈量0. 003-0. 005mm,环形凹槽B的端面与凸台B7的端面重合。所述的下极靴孔6与锥形孔D的长度大于或者等于下极靴孔6的直径。平面F1与平面F2之间的距离为S，S与D根据电子光学计算得到。隔套3如图8、图9和图10所示，隔套3为圆筒形，上下端分别设有环形凹槽A和环形凹槽B，用于过盈配合上极靴1和下极靴2，内部还设有下极靴隔板8，下极靴隔板8位于下极靴2锥形的外围，起到保护下极靴2的作用，下极靴隔板8上端的隔套3外圆周设有通孔G，数量根据物镜上的附件数量决定，可动光阑、冷指、能谱仪等的附件通过通孔进入隔套3。下极靴隔板下端的隔套3外圆周设有两个对称的通孔H，用于安装物镜极靴。隔圈3 起到隔离磁路和支撑上极靴1、下极靴2的作用。所述的上极靴1、下极靴2均选用高性能软磁材料1J22。隔套3选用热传导材料锡青铜。装配时，上极靴1、下极靴2和隔套3对配，需保证同轴度。下极靴孔6与上极靴孔4的孔径不同，上极靴孔4大，下极靴孔6小，以避免物镜磁场通过下极靴孔6过量漏到样品上，影响二次电子的收集。物镜极靴的轴上场强分布通过S、D2、Di决定，与磁路的形状关系甚小。上极靴1下端面&外缘直径过大时，会徒然增大总的磁通量，倒圆锥形的锥角取为60° -70° (半圆锥角)左右，这样既减少了总磁通量又由于在锥面部分铁芯截面积逐步增大，可避免发生饱和。物镜极靴中极靴端面F” F2、D1, D2是磁路的关键，经过电子光学磁路计算得出，其余尺寸主要便于与其他零件配合及便于加工。权利要求1.一种透射电子显微镜的物镜极靴，其特征在于，包括上极靴、下极靴和隔套；上极靴上端为圆柱形，下端为倒圆锥形，圆锥形的底端为平面F1,圆柱形上设有圆形螺纹孔A，用于与其他部件连接；圆形螺纹孔A下端设有锥形凹槽B，锥形凹槽B下端设有上极靴孔，上极靴孔的直径为D1,上极靴孔与锥形凹槽B连接的部分设有倒角C ；圆形螺纹孔 A的直径大于锥形凹槽B上端直径，锥形凹槽B下端直径大于上极靴孔的直径；底端为平面 F1的外缘直径为上极靴孔的直径的三倍以上；倒圆锥形外围还设有凸台A，用于与隔套中的环形凹槽A过盈配合，环形凹槽A的端面与凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种透射电子显微镜的物镜极靴，其特征在于，包括上极靴、下极靴和隔套；上极靴上端为圆柱形，下端为倒圆锥形，圆锥形的底端为平面Ｆ１，圆柱形上设有圆形螺纹孔Ａ，用于与其他部件连接；圆形螺纹孔Ａ下端设有锥形凹槽Ｂ，锥形凹槽Ｂ下端设有上极靴孔，上极靴孔的直径为Ｄ１，上极靴孔与锥形凹槽Ｂ连接的部分设有倒角Ｃ；圆形螺纹孔Ａ的直径大于锥形凹槽Ｂ上端直径，锥形凹槽Ｂ下端直径大于上极靴孔的直径；底端为平面Ｆ１的外缘直径为上极靴孔的直径的三倍以上；倒圆锥形外围还设有凸台Ａ，用于与隔套中的环形凹槽Ａ过盈配合，环形凹槽Ａ的端面与凸台Ａ的端面重合；所述的上极靴孔的长度大于或者等于上极靴孔的直径；下极靴为圆锥形，顶部为平面Ｆ２，顶端设有下极靴孔，下极靴孔的直径为Ｄ２，Ｄ２＜Ｄ１，下极靴孔下端设有锥形孔Ｄ，锥形孔Ｄ下端设有圆孔Ｅ，圆孔Ｅ下端为圆孔Ｆ，锥形孔Ｄ上端面的直径与下极靴孔的直径相同，下端面的直径与圆孔Ｅ的直径相同，圆孔Ｆ的直径大于圆孔Ｅ的直径；下极靴圆锥形的底端外围设有凸台Ｂ，用于与隔套中的环形凹槽Ｂ过盈配合，环形凹槽Ｂ的端面与凸台Ｂ的端面重合；所述的下极靴孔与锥形孔Ｄ的长度大于或者等于下极靴孔的直径；平面Ｆ１与平面Ｆ２之间的距离为Ｓ，Ｓ与Ｄ根据电子光学计算得到；隔套为圆筒形，上下端分别设有环形凹槽Ａ和环形凹槽Ｂ，用于过盈配合上极靴和下极靴，内部还设有下极靴隔板，下极靴隔板位于下极靴锥形的外围，下极靴隔板上端的隔套外圆周设有通孔Ｇ；下极靴隔板下端的隔套外圆周设有两个对称的通孔Ｈ，用于安装物镜极靴。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张春熹，董全林，姚骏恩，张亚彬，吴国增，南国，高阳，陈楠，范运强，刘雪萍，陈川，莫西，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11