原位透射电镜技术虽然上世纪六七十年代就已经被研发出来，但近些年却有越发热门的趋势，近年材料科学领域不少优秀的成果都来自原位透射观察。相比现在比较热门的原位气氛、液相等技术，原位加热则是一个比较老的技术，最早的TEM原位主要就是原位加热观察。尽管TEM原位加热并不是新技术，但也有不少新的成果出自原位加热，仍然是值得研究的一个方向。

Gatan652原位加热样品杆（如图1）采用的是较为传统的炉式加热方案，虽然不如现在的芯片加热精确度高，但优点是可以直接对常规φ3透射样品进行加热观察，不需要高成本的FIB制样，实验和操作成本都比较低。实验室的这个样品杆在角落里放了五年，拿出来仔细检查了一番，发现是倾转部件损坏，这种状态下加热炉没有得到良好固定，使得加热的样品高温下更容易漂移，也无法作为单倾使用。既然五年无人问津，预计没人愿意出这个高昂的原厂维修费用，遂自行捉摸进行了“粗糙的”维修尝试。

Gatan 652双倾原位加热样品杆

图1 Gatan652双倾加热样品杆

如图2所示，样品杆β角的倾转是通过电机驱动中心轴的齿轮转动，撬动加热炉倾转的。经过检测加热线路及测温电偶部分均正常，因此只要修复倾转功能就可以正常使用了。由于需要高稳定性，使用说明书上说了连接加热炉的部件为低膨胀材料，加上目测推断带动加热炉倾转的这个部件最可能是氧化锆陶瓷。通过与同期的的Gatan 636低温样品杆进行对比，可以发现是倾转带动杆（不知道该叫啥，暂且这么叫吧）前端断裂，球状部分已经不见了（见图3）。试过直接将剩余部分怼在加热炉上，但是无法正常倾转，因为没有那个球状前端，与炉体的接触就是个大问题，而且这样极不稳定，不利于原位现象的捕捉。我们也可以参考低温杆画出这个带动杆来，如果能找到人给我加工出来就是最好不过了。

倾转原理

图2 Gatan652样品杆倾转原理

图3 倾转带动杆损坏及参考图

然而，在万能的某宝各种询问之后，得到的答复都是加工不了，都说这玩意儿太小了，搞不了。难道就此罢手，当然是不可能的，还没能感受到折腾成功之后的喜悦，不能轻易放弃。既然没人能够给我加工，那我可不可能自己加工呢，于是开始尝试。首先尝试自己烧结无果，因为模具我做不出来，确实太小了。然后开始尝试用陶瓷棒加工成接近的形状。某宝购买材料及工具：0.8*100 mm氧化锆陶瓷棒一根（花费35元钱），18 mm金刚砂切割片（连杆带10片锯片花费10元钱），775型小台钻（记得是70元，电源都没带，拿笔记本电源插上用了）。经过三天的努力，成功打磨出一个接近尺寸的部件，并成功装到了样品杆上。

图 4 简单粗糙维修材料及工具（实图忘拍了）

图5 维修完成效果（手工打磨陶瓷棒过程及成品也忘记拍摄，测温电偶丝也被我搞的有点变形）

尽管过程是比较折腾的，但是利用自行修复的样品杆，发出了个人的第一篇一区论文，而且能够让角落吃灰五六年的样品杆重新被利用起来，也算是感受到了折腾后的喜悦。通过这次维修也发现，其实真正敢于动手，愿意动手，不少看起来比较精密的仪器也并非多么的神秘。像这种动辄百万的原位样品杆，如果官方原厂维修可能数万刀的费用，别看就是一小个部件，垄断的价值就是高昂的。