Устройство для электронно-микроскопического исследования образцов при воздействии ультразвука Советский патент 1986 года по МПК H01J37/20 

Изобретение относится к технике электронной микроскопии и может быть использовано при исследовании физических свойств металлов в условиях сочетания ультразвукового и статического воздействия на кристаллы и непосредственного изучения тех структур в кристаллической решетке, которые вызываются ультразвуковым воздействием совместно со статическим нагру- жением.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения исследований при изгиб- ных и изгибно-продольных ультразвуковых колебаниях образца.

На фиг. 1 показано устройство, обш,ий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Концентратор устройства выполнен в виде Н-образной пластины, включаюшей вертикальные стойки 1 и 2 полуволновой длины (фиг. 1) и горизонтальную перекладину 3. На внешней боковой поверхности вертикальной стойки 1 закреплен источник 4 ультразвуковых колебаний. На противоположных смежных торцах вертикальных стоек 1 и 2 с помошью пластин 5 и винтов 6 закреплен образец 7 в виде пленки или фольги, прозрачных для электронного луча микроскопа. Пластины 5 закреплены на торцах вертикальных стоек 1 и 2 так, что между ними имеется окно 8 для прохождения электронного луча микроскопа. В горизонтальной перекладине 3 расположен нагревательный элемент 9, например, константано- вая спираль в термостойкой изоляции. На торце-вертикальной стойки 2 закреплен дополнительный источник 10 ультразвуковых колебаний. В средней части стойки 2 (в узле колебаний) установлена разрезная упругая конусная шайба 11, которая с помощью стандартного приспособления может быть установлена в соответствующее конусное отверстие гониометрического- столика электронного микроскопа. Гониометрический столик устанавливается под углом а относительно оси 12 электронного луча (фиг. 2) так, что луч проходит мимо горизонтальной перекладины 3, воздействует на образец в окне 8 и дает его микроскопическое изображение или дифракционную картину.

Согласно фиг. 1 13 - эпюра колебаний стойки I и продольных колебаний образца 7; 14 - эпюра продольных колебаний стойки 2 и изгибных колебаний образца 7.

Работа устройства осуш.ествляется следующим образом.

На конце внешней боковой поверхности вертикальной стойки 1 Н-образной пластины закрепляют источник 4 ультразвуковых колебаний, а между противоположными торцами вертикальных стоек 1 и 2 закрепляют объектодержатель с образцом 7 тонкой

фольги. К свободному торцу вертикальной стойки 2 Н-образной пластины прикрепляют дополнительный источник 10 ультразвуковых колебаний. При включении источника 4 ультразвуковых колебаний в вертикальной стойке 1 Н-образной пластины возникает стоячая изгибная ультразвуковая волна с пучностью колебаний в месте расположения образца, что вызывает деформацию растяжения образца 7. Включение нагревательного элемента 9 вызывает деформацию образца 7 в результате теплового расширения горизонтальной перекладины 3 Н-образной пластины, вызывающей соответствующее изменение расстояния между ее вертикальными стойками.

Для обеспечения изгибной деформации образца 7 выключают источник 4 ультразвуковых колебаний и включают дополни- тельный источник 10 ультразвуковых колебаний. При включении этого источника в

Q вертикальной стойке 2 Н-образной пластины возникает стоячая продольная ультразвуковая волна с пучностью колебаний в месте расположения образца, что вызывает деформацию изгиба образца 7. Включение нагревательного элемента 9 вызывает деформацию

5 образца 7 в результате теплового расширения горизонтальной перекладины 3 Н-образной пластины, вызывающей соответствующее изменение расстояния между вертикальными стойками. Следовательно, при включении дополнительного источника 10 ульт развуковых колебаний образец 7 испытывает деформацию изгиба, а при включении нагревательного элемента 9 образец 7 дополнительно наряду с деформацией изгиба испытывает с изменением температуры статическую деформацию растяжения.

Для обеспечения изгибно-продольной деформации образца 7 включают оба источника 4 и 10 ультразвуковых колебаний. При этом от источника 4 ультразвуковых

0 колебаний образец 7 испытывает деформацию растяжения, а от источника 10 ультразвуковых колебаний образец 7 испытывает деформацию изгиба. При включении же нагревательного элемента 9 образец 7 испытывает еще дополнительно статическую

5 деформацию растяжения.

Амплитуда колебаний размеров образца измеряется по электронному изображению при малых увеличениях. Настройка в резо- 0 нанс осуществляется плавным изменением частоты ультразвукового генератора.

Пример. Дислокационную структуру изучали на образцах из фольги алюминия и меди методом просвечивающей микроскопии на 5 электронном микроскопе ЭММА-2 при нормальной и повышенной до 120°С температуре со статической нагрузкой до 0,1 Н. Частота дополнительного источника 10 ультразвуковых колебаний составляла 35,3 кГц, а амплитуда 3 мкм при толщине фольги 810 А.

Установлено, что при нормальной температуре с наложением на образец изгиб- ных ультразвуковых колебаний происходит рождение новых дислокаций в зоне изгиба, активизируется их перемещение.

При повышенной температуре и дополнительной статической нагрузке более интенсивно протекает процесс перемещения дислокаций.

4

Формула изобретения

Устройство для электронно-микроскопического исследования образцов при воздействии ультразвука по авт. св. № 1153369, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит дополнительный источник ультразвуковых колебаний, установленный на противоположном объектодержателю торце второй свободной стойки пластины.

Изобретение относится к технике микроскопии и может быть использовано при исследовании физических свойств металлов в условиях сочетания ультразвукового и статического воздействий на кристаллы и непосредственного изучения этих структур в ,.. тт S 687 фиг. кристаллической решетке, которые вызываются ультразвуковым воздействием совместно со статическим нагружением. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения исследования при изгибных и изгибно- продольных ультразвуковых (УЗК) колебаниях образца. Последовательное включение источников 4 и 10 (УЗК) вызывает деформацию изгиба образца 7. Под действием нагревательного элемента 9 образец 7 испытывает дополнительную деформацию - статическую деформацию растяжения. Для обеспечения изгибно-продольной деформации образца 7 включают оба источника 4 и 10 (УЗК). При этом от источника 4 (УЗК) образец 7 испытывает деформацию растяжения, а от источника 10 УЗК - деформацию изгиба. Нагревательный элемент 9 обеспечивает дополнительную статическую деформацию растяжения. Илл. 2. S (Л 13 ND 00 00 1 оо 1Ч

Г2