离子探针铟靶制备设备的开发与研制
                                              李〓娇，李秋立，刘〓宇，唐国强
                                     (中国科学院地质与地球物理研究所，北京〓100029)
     针对变质锆石增生边的离子探针地质年代学测试问题，设计研制了一种离子探针铟靶压平仪。该设备可以使锆石不经过抛磨就能直接平整地固定于铟靶中，从而将离子探针的分辨率从横向上大于5μm提高到纵向上1μm，解决变质锆石狭窄增生边的分析难题。

     在地球科学研究中，精确的地质年代测定具有非常重要的意义。目前世界上针对岩石副矿物（如锆石）微区原位分析手段主要有激光等离子体质谱仪和离子探针两种。相比于激光等离子体质谱仪，离子探针分析束斑小（10～30μm），剥蚀深度浅（约为1μm），样品消耗量低（10-9g），分析精度高（1%），具有一定的优势。经历低级变质作用形成的锆石增生边（宽度<5μm），对于解释岩体后期所经历的变质事件至关重要，但离子探针的空间分辨率并不能满足其分析、测试要求。
通常离子探针样品靶的制备方法是将矿物颗粒镶嵌到树脂中，固化完成后将样品靶抛磨至露出矿物颗粒的1/3到1/2；也有人将矿物颗粒压入硬度较低的金属铟中，这种方法主要使用简易的手动装置施加压力，成功率低，重复性很差，且只适用于较大的矿物颗粒（粒径>100μm）。本文设计研制的离子探针铟靶制备装置，采用恒温加热装置和压力传感装置，能够准确地控制铟靶压制过程中的温度和压力，保证铟靶制备的质量。压制的铟靶不需要抛光，可直接进行离子探针分析，利用离子探针剥蚀深度浅（约为1μm）的特点来开展变质锆石狭窄增生边（宽度<5μm）的分析工作，解决了现有离子探针针对狭小变质边横向空间分辨率不足的难题。铟靶制备装置将离子探针的空间分辨率从横向上大于5μm提高到纵向上1μm，拓宽了离子探针的应用领域。〖HT6〗

1〓工作原理
加工标准的圆形（直径为2.54cm）铝制靶托度2.0mm，长度1.0～1.5cm；将金属铟镶嵌入凹槽并压制成平整的铟带；最后将矿物颗粒排放在铟带上，精确控制温度压力，将矿物颗粒压入铟中，制成铟靶。〖JP〗

图1〓离子探针直径2.54cm铝制靶托设计图

2〓仪器设计
本文研制的离子探针铟靶制备装置的结构示意图如图2所示，该设备包括标准的铝制靶托、恒温加热面板、压力杆、气缸、滑动杆等。具体设计如下：

图2〓离子探针铟靶压平仪的结构示意图
恒温加热面板。压平仪底部安置恒温加热面

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基金项目:中科院仪器功能开发项目(11601120)


作者简介：李娇(1988—)，女，陕西宝鸡人，中国科学院地质与地球物理研究所实验师，硕士，主要研究方向为地球化学


（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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