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用于過濾系統(tǒng)質(zhì)量控制的掃描電鏡和纖維分析

 更新時(shí)間:2018-03-06 點(diǎn)擊量:2666

過濾器和膜的生產(chǎn)會(huì)經(jīng)歷多個(gè)質(zhì)量控制步驟以確保產(chǎn)品的性能符合規(guī)格。 不同種類的工具可以用于這種分析,但只有一種可以提供的結(jié)果。 在這篇博客中了解如何使用掃描電鏡(SEM)來研究金屬過濾器中的缺陷。

 

根據(jù)不同的目的采用不同的濾材

 

無論我們是否意識(shí)到,每天都會(huì)直接或間接地使用許多過濾器。 例如,在進(jìn)行化學(xué)處理之前,自來水被過濾幾次,然后變成飲用水。 這是為了去除不同類型的粒子,從大石塊到小砂粒。 在要求的情況下,過濾器會(huì)變得很厚,以至于可以捕獲細(xì)菌。

 

空調(diào)也采用過濾系統(tǒng)。 它們主要用于捕集灰塵和小顆粒,但與活性炭結(jié)合后,它們可以吸收異味并凈化空氣。

 

還有,一些化學(xué)反應(yīng)催化劑通常成形為具有微孔的金屬網(wǎng)以使化學(xué)品流動(dòng),同時(shí)使暴露表面zui大化并使流體在反應(yīng)器中流動(dòng)所需的壓力zui小化。

 
無論它們的用途如何,所有的過濾系統(tǒng)通常都需要清潔或更換,以確保它們能夠在一段時(shí)間內(nèi)正確運(yùn)行。 清潔操作結(jié)合正常使用,zui終將確定過濾器的生命周期,并及時(shí)進(jìn)行更換。

 

 

金屬網(wǎng)格的背散射圖像BSD(1a)和二次電子圖像SED(1b)之間的比較。 在背散射圖像BSD中,顏色對(duì)比強(qiáng)調(diào)分析材料原子量的差異,使污染檢測更容易。 二次電子圖像SED信號(hào)增強(qiáng)了樣品的形貌和樣品的表面結(jié)構(gòu)。

 

用掃描電鏡(SEM)進(jìn)行更深入的檢查

 

研究過濾器zui簡單的方法顯然是觀察它。 光學(xué)顯微鏡在許多情況下可以提供大量關(guān)于較大過濾器的信息,但在其他情況下,它們提供的分辨率不足以進(jìn)行深入檢查。 

 

因此,得益于更高的放大倍數(shù)和更高的分辨率,掃描電鏡被證明為檢測任何類型過濾器的*分析技術(shù)。 掃描電鏡(SEM)不僅顯示了纖維之間的孔隙的大小,還顯示了纖維本身的表面,它們的粗糙度以及更多。 那么究竟可以獲得什么樣的數(shù)據(jù)呢?

 

一種用于多重分析的工具

 

電子顯微鏡是一種成像工具,可使用戶對(duì)樣品進(jìn)行高度詳細(xì)的成像檢查。 然而,如今的圖像處理技術(shù)已經(jīng)將這些設(shè)備變成了自動(dòng)分析工具。 

 

一個(gè)明顯的案例就是自動(dòng)化系統(tǒng)來測量下圖中顯示的纖維直徑。 在這里,軟件可以重建纖維的方向并對(duì)其進(jìn)行測量 - 這原本需要操作人員付出巨大努力和大量時(shí)間。 

 

在多層材料或涂層纖維的情況下,可以使用掃描電鏡(SEM)來確定每層具有的合適尺寸,基材上材料分布均勻并且粗糙度在規(guī)格內(nèi)。

 

過濾效率和產(chǎn)品使用壽命以及耐洗滌過程都可以從獲得這些信息所帶來的改進(jìn)中獲益。

 

超越成像:使用EDS進(jìn)行化學(xué)成分分析

 

大多數(shù)電子顯微鏡配備有EDS檢測器。該探測器收集樣品發(fā)射的電磁輻射,以確定其組成元素的性質(zhì)。 

 

例如,這種分析可用于纖維材料,以確定不同的成分是如何提高過濾器的使用壽命。 當(dāng)對(duì)收集到的顆粒進(jìn)行分析時(shí),可以獲得更多有趣的信息,從而為其性質(zhì)研究提供寶貴的線索。

 

測量自動(dòng)化的圖像處理

 

過去幾年中,圖像處理技術(shù)有了顯著的改進(jìn),現(xiàn)在,軟件可以完成繁瑣的操作,幫助節(jié)省操作員非常寶貴的時(shí)間。 將這些技術(shù)應(yīng)用于纖維分析已經(jīng)形成了一個(gè)強(qiáng)大的工具,可以完整地描述纖維直徑及其方向,還可以描述纖維直徑和方向之間形成的孔徑尺寸。

 

自動(dòng)檢測纖維的一個(gè)例子(圖2a),結(jié)果以直徑尺寸分布直方圖顯示(圖2b)。

 

自動(dòng)檢測孔徑的示例(圖3a)和結(jié)果顯示的面積大小分布直方圖(圖3b)。

 

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