用于過濾系統(tǒng)質(zhì)量控制的掃描電鏡和纖維分析

過濾器和膜的生產(chǎn)會經(jīng)歷多個質(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最好的結(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

無論我們是否意識到，每天都會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。 在要求極端的情況下，過濾器會變得很厚，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，同時使暴露表面最大化并使流體在反應(yīng)器中流動所需的壓力最小化。

 
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間內(nèi)正確運(yùn)行。 清潔操作結(jié)合正常使用，最終將確定過濾器的生命周期，并及時進(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

研究過濾器最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最佳分析技術(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)備變成了自動分析工具。 

一個明顯的案例就是自動化系統(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)對收集到的顆粒進(jìn)行分析時，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間。 將這些技術(shù)應(yīng)用于纖維分析已經(jīng)形成了一個強(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。

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

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