專利名稱：一種顯微鏡樣品觀測臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于顯微觀測領(lǐng)域，特別是利用帕爾貼元件進(jìn)行樣品溫度控制。
眾所周知，利用電流通過帕爾貼制冷器件可實現(xiàn)制冷或加熱的作用。改變電流強度，即可改變該器件制冷或加熱的程度，使器件表面溫度發(fā)生變化。恒定通過的電流強度，即可使器件表面的溫度恒定在某一溫度。當(dāng)使用器件為制冷時，冷表面的溫度取決于熱表面的溫度和導(dǎo)熱情況。因此，采用不同的背景溫度，即可在背景溫度的基礎(chǔ)上，利用帕爾貼制冷器件的制冷和發(fā)熱效應(yīng)改變貼附在器件另一表面的樣品的溫度。此外，被顯微鏡觀察的樣品的溫度如果低于室溫，有可能在觀察表面上凝結(jié)空氣中的水蒸汽，影響觀察效果。當(dāng)樣品溫度高于室溫較大時，樣品有可能發(fā)生氧化(文獻(xiàn)1，《馬氏體相變的金相研究》，古里亞耶夫、彼屠尼娜著，機械工業(yè)出版社(1959))。
本實用新型的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種顯微鏡樣品觀測臺，該樣品觀測臺能有效地變溫、控溫和提高觀察效果，能解決樣品溫度低于室溫時水蒸氣凝結(jié)在樣品表面的問題以及樣品溫度高于室溫直至200℃時樣品氧化的問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的利用帕爾貼器件制冷效應(yīng)并以之與空氣冷卻、水冷卻或液氮冷卻方式相結(jié)合，用金屬密封樣品室，做成可變溫、控溫，供顯微觀察用的樣品臺。其特征是使電流通過帕爾貼制冷器件，實現(xiàn)在器件底面的背景溫度的基礎(chǔ)上，使被觀察樣品的溫度可以在-149℃至200℃范圍內(nèi)變化或在此范圍內(nèi)的任一給定溫度下恒定。樣品的溫度可由一個接觸樣品和帕爾貼制冷器件上表面的溫差電偶探測。樣品盒抽成真空以隔絕樣品與空氣的接觸，避免了空氣中的水蒸氣凝結(jié)在樣品的觀察表面上，也避免了樣品在較高溫度下被空氣中的氧氣氧化。
本實用新型的樣品臺結(jié)構(gòu)是如

圖1所示，電源1為可提供0.1-10安培直流電流的電源，電流由導(dǎo)線引入帕爾貼制冷器件2，帕爾貼制冷器件2的上表面導(dǎo)熱良好地與被顯微鏡觀察的樣品3密貼接觸，帕爾貼制冷器件2的下表面導(dǎo)熱良好地與金屬傳熱基座4粘接，基座4置于一個貯存冷卻液體的水槽5中，導(dǎo)熱良好的金屬密封樣品盒6覆蓋樣品3、帕爾貼制冷器件2及下面的傳熱基座4的上部，樣品盒6的上部開出供觀察用的窗口，該窗口由起密封作用的薄玻璃片7覆蓋，薄玻璃片7與樣品盒6之間墊有橡膠圈8密封，樣品盒6與基座4之間墊有橡膠圈9密封，一個抽真空裝置10與樣品盒相連，樣品的溫度由一個接觸樣品和帕爾貼制冷器件上表面的溫差電偶11測出。
本實用新型的樣品臺的功能是以如下方式完成的將樣品接觸良好地貼附于帕爾貼制冷器件的上表面，樣品的溫度由一個接觸樣品和帕爾貼制冷器件上表面的溫差電偶探測。帕爾貼制冷器件的下表面導(dǎo)熱良好地粘附在導(dǎo)熱良好的金屬傳熱基座的上表面。一個導(dǎo)熱良好的金屬密封樣品盒可隔絕空氣地覆蓋樣品和帕爾貼制冷器件及其下面的傳熱基座的上部，利用抽真空裝置將樣品盒內(nèi)部抽成真空。樣品盒上面的供顯微鏡觀察的窗口與樣品盒的上表面采用橡膠圈和薄玻璃片實現(xiàn)隔絕空氣的密封。樣品盒抽成真空保證了空氣中的水蒸氣不會凝結(jié)在樣品的觀察表面上，也避免了樣品在高溫下被空氣中的氧氣氧化。在所說的水槽中通入流動的冷卻水或放置冰水或放置液氮提供冷卻帕爾貼制冷器件下表面的背景溫度。對于帕爾貼制冷器件下表面，利用液氮可以提供大約-200℃的基本背景溫度，利用冰水可以提供大約0℃的基本背景溫度，利用各種溫度的流動水可以提供在相應(yīng)溫度附近的基本背景溫度。一個電源提供0.1-10A直流電流，電流可從正反兩個方向流過所說的帕爾貼制冷器件，使該器件實現(xiàn)制冷和加熱效應(yīng)。帕爾貼制冷器件上表面的溫度可利用上述電源提供的正向或負(fù)向電流通入帕爾貼制冷器件后在上述各種背景溫度的基礎(chǔ)上降低50℃或升高到室溫或背景溫度以上200℃，因此可使被顯微鏡觀察的樣品在-149℃至200℃的溫度范圍內(nèi)變化。
本實用新型的樣品臺是一個可變溫、控溫的顯微鏡觀察用樣品臺。該樣品臺可以使被顯微鏡觀察的樣品在-149℃至200℃的溫度范圍內(nèi)變化；也可以在此溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定在某一溫度供較長時間的觀察和拍照。在此溫度范圍內(nèi)，樣品不出現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)在樣品表面影響觀察和樣品在較高溫度下被氧化的問題。樣品的溫度可由溫差電偶準(zhǔn)確探測到。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述圖1表示本方法的結(jié)構(gòu)原理圖。
實施例1在25℃的室溫下，觀察金屬樣品，采用溫度為20℃的流動水冷卻，電源提供0.5-1安培的正向電流，以圖1的方式實現(xiàn)樣品室真空和引入電流，在熱電偶上測到的樣品溫度可在-10到+25℃范圍內(nèi)變化。并可以在此溫度范圍內(nèi)的任意溫度恒定。
實施例2在25℃的室溫下，觀察金屬樣品，采用溫度為0℃的冰水冷卻，電源提供0.5-5安培的正向電流，以圖1的方式實現(xiàn)樣品室真空和引入電流，在熱電偶上測到的樣品溫度可在-50到0℃范圍內(nèi)變化。并可以在此溫度范圍內(nèi)的任意溫度恒定。
實施例3在25℃的室溫下，觀察金屬樣品，采用溫度為-199℃的液氮冷卻，電源提供0.5-5安培的正向電流，以圖1的方式實現(xiàn)樣品室真空和引入電流，在熱電偶上測到的樣品溫度可在-149到-50℃范圍內(nèi)變化。并可以在此溫度范圍內(nèi)的任意溫度恒定。
實施例4在25℃的室溫下，觀察金屬樣品，采用溫度為20℃的流動水冷卻，電源提供0.5-5安培的正向電流和反向電流，以圖1的方式實現(xiàn)樣品室真空和引入電流，在熱電偶上測到的樣品溫度可在-30到100℃范圍內(nèi)變化。并可以在此溫度范圍內(nèi)的任意溫度恒定。
實施例5在25℃的室溫下，觀察金屬樣品，不在水槽內(nèi)放置冷卻液體，采用空氣冷卻，電源提供0.5-5安培的正向電流和反向電流，以圖1的方式實現(xiàn)樣品室真空和引入電流，在熱電偶上測到的樣品溫度可在-25到+200℃范圍內(nèi)變化。并可以在此溫度范圍內(nèi)的任意溫度恒定。
權(quán)利要求1．一種顯微鏡樣品觀測臺，其特征在于電源(1)為可提供0.1-10安培直流電流的電源，電流由導(dǎo)線引入帕爾貼制冷器件(2)，帕爾貼制冷器件的上表面與被顯微鏡觀察的樣品(3)密貼接觸，帕爾貼制冷器件的下表面與金屬傳熱基座(4)粘接，基座置于一個貯存冷卻液體的水槽(5)中，金屬密封樣品盒(6)覆蓋樣品、帕爾貼制冷器件及下面的傳熱基座的上部，樣品盒的上部開出供觀察用的窗口，該窗口由薄玻璃片(7)覆蓋，薄玻璃片與樣品盒之間墊有橡膠圈(8)，樣品盒與基座之間墊有橡膠圈(9)，一個抽真空裝置(10)與樣品盒相連，樣品的溫度由一個接觸樣品和帕爾貼制冷器件上表面的溫差電偶(11)測出。
專利摘要一種顯微鏡樣品觀測臺,由電源、帕爾貼制冷器件、樣品、傳熱基座、冷卻水槽、金屬樣品盒、薄玻璃片、橡膠圈、抽真空裝置及溫差電偶等構(gòu)成。利用帕爾貼器件制冷效應(yīng)并與冷卻方式相結(jié)合,用金屬導(dǎo)熱,通過密封樣品室即可使被顯微鏡觀察的樣品在－149℃至200℃的溫度范圍內(nèi)變化;也可在此溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定在某一溫度。在此溫度范圍內(nèi),樣品不出現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)在樣品表面和樣品在較高溫度下被氧化的問題。
文檔編號G01N1/42GK2444231SQ0025299
公開日2001年8月22日 申請日期2000年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月20日
發(fā)明者陳京蘭, 吳光恒, 王文洪, 賈克昌, 張效昌 申請人:中國科學(xué)院物理研究所