[发明专利]材料组织结构大尺寸高通量定量表征三维重构设备和方法

摘要

本发明涉及一种材料组织结构大尺寸高通量定量表征三维重构设备和方法，所述设备包括辉光放电溅射单元、样品传送装置、扫描电镜单元和GPU计算机工作站。辉光放电溅射单元可实现样品大尺寸(cm级)、近平坦、快速制备样品，并可控地实现沿样品表面深度方向逐层剥蚀制样，快速扫描电镜实现样品特征图谱大尺寸、高通量地获取，样品传送装置负责将样品在辉光放电溅射光源和扫描电镜之间来回准确定位地传送，GPU计算机工作站将获取的样品特征图谱拼接、处理、识别和定量分布表征，以及对逐层溅射制样的样品组织结构进行三维重构；该设备和方法能实现cm级大尺寸样品的快速制备、特征图谱高通量的获取与评价、微观组织结构的定量统计分布表征及三维重构。

主权项

1.一种材料组织结构大尺寸高通量定量表征三维重构设备，采用辉光放电溅射制样和扫描电镜联用，其特征在于：该设备包括辉光放电溅射单元(1)、扫描电镜单元(2)、样品传送装置(4)和GPU计算机工作站(5)；所述辉光放电溅射单元(1)包括一封闭的制样腔室(11)和抽真空装置，对样品(6)进行cm级大尺寸、平坦、快速制备，以及沿样品(6)的保护深度方向可控地逐层制样；所述扫描电镜单元(2)包括一封闭的扫描腔室(21)，以及设置在扫描腔室(21)内部的电子光学系统、信号收集及显示系统、真空系统和电源系统，对辉光放电溅射单元(1)制备好的大尺寸样品(6)进行快速高通量的特征图谱采集；所述辉光放电溅射单元(1)位于所述扫描电镜单元(2)一侧，使得所述制样腔室(11)通过阀门(3)水平地与扫描腔室(21)连接；所述样品传送装置(4)设置在所述辉光放电溅射单元(1)的制样腔室(11)内部，且位于辉光放电溅射单元(1)的样品台与扫描电镜单元(2)的样品台之间，所述样品传送装置(4)包括机械手臂，实现样品在辉光放电溅射单元(1)与扫描电镜单元(2)之间在空间坐标位置上的精确传送；所述GPU计算机工作站(5)与扫描电镜单元(2)的信号收集及显示系统连接，获取大尺寸样品(6)的高通量特征图谱，对高通量特征图谱进行拼接、处理和识别，并对特征图谱中的组织结构信息进行定量分布表征；结合特征图谱的空间坐标(x,y,z)信息，进行样品组织结构的三维重构。