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继电保护原理

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继电保护原理相关的资讯

  • 高压漏电起痕试验机的测试原理是什么?
    高压漏电起痕试验机的测试原理是什么?实验原理:漏电起痕试验是在固体绝缘材料表面上,在规定尺寸(2mm×5mm) 的铂电极之间,-施加某一电压并定时(30s)定高度(35mm)滴下规定液滴体积的导电液体(0.1%NH 4CL),用以评价固体绝缘材料表面在电场和潮湿或污染介质联合作用下的耐漏电性能,测定其相比电痕化指数(CT1) 和耐电痕化指数(PT1) 。主要配件 序号型号产地1箱体(可选不锈钢箱体)宝钢A3钢板,喷塑2变压器浙江二变3调压器正泰4继电器及底座正泰5漏电保护器正泰6按钮正泰7计时器欧姆龙8短路电流智能表上海9温控器日本欧姆龙10导线上海启帆11计数器欧姆龙12无线控制器上海埃微自主研发13电磁阀亚德克在操作过程中要注意的事项:1、在操作过程中,人员应该注意个人防护,避免漏电受伤或被溶液沾染到口、眼部位造成伤害2、输入电源AC220±2%。3、排气管应通出窗外。4、在对样品进行时,请勿打开仓门,待试验完之后或当实验失效产生火烟时,先打开风扇排除烟雾后,再打开仓门进行作业。5、实验前须确认设备是否在计量有效期内,如超期则不能进行实验6、电源应用有地线的三极插座,保证接地可靠。主要技术指标:1) 空气环境:0~40°C;2) 相对湿度:≤80%;3) 无明显振动及腐蚀性气体的场所;4) 工作电压:AC220V±2% 50HZ±1%,1KVA;5) 试验电压:100~600V连续可调数显,电压表显示值误差:1.5%,显示值为:r.m.s;6) 延时电路:试验回路在(0.5±10%)A(r.m.s)或更大电流时延时(2±10%)S后动作;电极:a: 5㎜×2㎜矩形铂金电极和黄铜电极各一对;b: 电极尺寸要求:(5±0.1)㎜×(2±0.1)㎜×(≥12)㎜,其中一端凿尖角度为(30±2)°(即试验端呈30°±2°斜角),凿尖平面宽度为0.01㎜~0.1㎜;c: 电极间所成角度为60°±5°,间距为(4±0.1㎜);d: 对样品压力为:1.00N±0.05N;7) 滴液系统:a: (30±5)秒(开启滴液时间28S+开启滴液持续时间2S)自动计数、数显(可预置),50滴时间:(24.5±2)min b: 滴液针嘴到样品表面高度:35㎜±5㎜(附一个量规作测量参考) c: 滴液重量:20滴:0.380g~0.489g 50滴:0.997g~1.147g 8) 短路电流:两电极短路时的电流可调至(1±0.1)A,数显±1%,电流表显示值为有效值(r.m.s) 9) 仪器外形尺寸(宽*高*深)1100*1150*550㎜(0.5立方);700*385*1000㎜(0.1立方);10) 箱体由1.2厚的304不锈钢板制成,可订制0.75立方;11) 样品支撑平板:厚度≥4㎜的玻璃;12) 针嘴外径:A溶液:0.9㎜~1.2㎜B溶液: 0.9㎜~3.45㎜13) 滴液大小根据滴液系统而定;14) 风速:0.2M/S。产品特点:1、 本仪器支持5路试样同时进行试验,每路都有独立的控制系统进行控制2、 本仪器核心控制系统由西门子PLC控制,通过光电隔离方式进行采集电压和电流,有效解决抗干扰问题使数据采集保持稳定3、 本仪器显示部分是9寸触摸屏,操作方便,数据显示直观,能够实时显示每个试样的泄露电流4、 可以自由设定泄露电流数值,当实验中的电流超过设定电流值时,能够提示报警,并切断高压电源,并不影响其它试样继续做试验5、 滴液流量大小可根据实际需求自由设定6、 通过手动旋钮顺时针调到指定试验电压。7、 可以手动自由设定试验时间8、 本仪器具有排风和照明功能漏电起痕试验仪是IEC60112 : 2003 《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》是按GB4207、IEC60112等标准要求设计制造的专用检测仪器,适用于对电工电子产品、家用电器的固体绝缘材料及其产品模拟在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定,具有简便、准确、可靠、实用等特点。满足标准:GB/T6553-2003 及 IEC60587:1984《评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐电痕化和蚀损的试验方法》GB_T3048.7-2007电线电缆电性能试验方法_第07部分:耐电痕试验漏电起痕试验仪是IEC60112 : 2003 《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》
  • 热烈欢迎“2018发展中国家绿色经济与环境保护官员研修班”至中科光电交流学习
    2018年6月15日,来自肯尼亚、赞比亚、委内瑞拉等十余国家共21名环境保护官员莅临聚光科技(杭州)股份有限公司下属子公司无锡中科光电技术有限公司(以下简称“中科光电”)进行参观,考察学习中科光电在大气环境立体监测领域的技术和经验。  此次来访的国际团队是“2018年发展中国家绿色经济与环境保护官员研修班”的学员。该研修班由商务部主办、生态环境部宣传教育中心承办,是中国政府对发展中国家人力资源开发培训项目的重要组成部分,旨在加强中国与发展中国家在环境保护领域的交流合作。本次赴锡交流考察,由中科光电进行陪同接待。各国学员对中科光电进行深入了解  中科光电总经理万学平携员工对远道而来的客人表示热烈欢迎,并对中科光电的发展历程、研发团队、专利技术、产品应用、行业地位等进行了全面的介绍和详细的讲解。 技术人员向各学员讲解激光雷达系列产品  随后,研修班学员参观了中科光电展厅,真实了解了激光雷达系列产品的特点及性能应用等,学员们围绕大气颗粒物监测激光雷达、大气臭氧探测激光雷达等产品进行了深入的了解与交流,表达出浓厚的兴趣。 各国学员参观中科光电展厅  最后,在万总的陪同下,研修班学员参观了生产车间,从根本上了解激光雷达的生产过程及工艺原理,学员们非常积极,纷纷发表自己的看法与观点。参观结束后,有学员表示,中科光电的激光雷达监测技术已经十分成熟,在国际上处于优势地位,值得学习借鉴,希望能加强与中科光电的合作,引进先进的监测设备和技术。 学员们在生产车间交流探讨  此次考察,是中科光电与其他发展中国家环保领域专家双向合作交流的良好契机,这不仅将加强了学员们对中科光电的深度了解,也将进一步促进彼此间在环保领域的后续合作。同时,将提升公司在国际领域的品牌知名度及国际影响力,对后期环保领域的国际合作项目起到一定的推动作用。
  • 能源局公布57项行业标准
    国家能源局公告   2012年第4号   按照《能源领域行业标准化管理办法》(试行)的规定,经审查,国家能源局批准《火电厂环境监测技术规范》等57项行业标准(见附件),其中能源标准(NB)3项、电力标准(DL)54项,现予以发布。   国家能源局   二○一二年四月六日   附件: 行业标准目录 序号 标准编号 标准名称 代替标准 采标号 批准日期 实施日期 1. DL/T 414-2012 火电厂环境监测技术规范 DL/T 414-2004 2012-04-06 2012-07-01 2. DL/T 627-2012 绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料 DL/T 627-2004 2012-04-06 2012-07-01 3. DL/T 684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 DL/T 684-1999 2012-04-06 2012-07-01 4. DL/T 701-2012 火力发电厂热工自动化术语 DL/T 701-1999 2012-04-06 2012-07-01 5. DL/T 744-2012 电动机保护装置通用技术条件 DL/T 744-2001 2012-04-06 2012-07-01 6. DL/T 770-2012 变压器保护装置通用技术条件DL/T 770-2001 2012-04-06 2012-07-01 7. DL/T 775-2012 火力发电厂除灰除渣控制系统技术规程 DL/T 775-2001 2012-04-06 2012-07-01 8. DL/T 810-2012 ±500kV及以上电压等级直流棒形悬式复合绝缘子技术条件 DL/T 810-2002 2012-04-06 2012-07-01 9. DL/T 886-2012 750kV电力系统继电保护技术导则 DL/Z 886-2004 2012-04-06 2012-07-01 10. DL/T 985-2012 配电变压器能效技术经济评价导则 DL/T 985-2005 2012-04-06 2012-07-01 11. DL/T 272-2012 220kV~750kV油浸式电力变压器使用技术条件 SD 326-1989 2012-04-06 2012-07-01 12. DL/T 271-2012 330kV~750kV油浸式并联电抗器使用技术条件 SD 327-1989 2012-04-06 2012-07-01 13. DL/T 241-2012 火电建设项目文件收集及档案整理规范 2012-04-06 2012-07-01 14. DL/T 242-2012 高压并联电抗器保护装置通用技术条件 2012-04-06 2012-07-01 15. DL/T 243-2012 继电保护及控制设备数据采集及信息交换技术导则 2012-04-06 2012-07-01 16. DL/T 244-2012 直接空冷系统性能试验规程 2012-04-06 2012-07-01 17. DL/T 245-2012 发电厂直接空冷凝汽器单排管管束 2012-04-06 2012-07-01 18. DL/T 247-2012 输变电设备用铜包铝母线 2012-07-01 19. DL/T 248-2012
  • 新型可穿戴设备 利用电化学原理发电
    据PCWorld网站报道,目前可穿戴设备通常用于追踪锻炼和健身活动,但是,可穿戴设备可以用于为其他可穿戴设备提供电能吗?麻省理工学院的一项新研究将很快使这成为可能。  一直以来,电能都是制约可穿戴设备和其他移动设备发展的一个因素。但麻省理工学院研究人员本周宣布,他们已经发现了利用幅度很小的弯曲运动发电的方法。  PCWorld表示,他们的系统利用两层很薄的锂合金片作为电极,然后在两个电极之间夹一层浸泡有液态电解质的多孔聚合物。即使轻微的弯曲,也会在连接在两个电极间的外部电路中产生电压和电流,从而为其他设备供电。只需在一端施加很小的力,就能引起锂合金金属片弯曲,例如,把装置固定在手臂或腿上。  麻省理工学院研究人员指出,利用轻微运动发电还有其他方法,但它们利用不同原理。大多数方法利用了摩擦起电效应——例如把羊毛和气球相互摩擦,或压电效应。麻省理工学院材料科学和工程教授李举(Ju Li,音译)表示,这些传统方法存在“电阻大、弯曲刚度大、成本高”的缺陷。  麻省理工学院称,通过利用电化学原理,新技术能利用大量自然运动和活动生成电能,其中包括典型的人类活动,例如走路或锻炼。  这类设备不仅仅能低成本地批量生产,而且天生很柔韧,这使得它们与可穿戴设备更搭,在外力作用下不容易受损。  李举表示,测试设备已经证明这一系统非常稳定,在使用1500个周期后仍然能保持其性能。  PCWorld称,这一技术的其他潜在用途包括生物医学设备,或者应用在道路、桥梁、甚至是键盘中的嵌入式压力传感器。  麻省理工学院的这一成果当地时间周三发表在《Nature Communications》上。
  • 高低温冷热冲击试验箱的原理及特点
    高低温冷热冲击试验箱是金属、塑料、橡胶、电子等材料行业必备的测试设备,用于测试材料结构或复合材料,在瞬间下经极高温及极低温的连续环境下所能忍受的程度,得以在最短时间内检测试样因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。分为两厢式和三厢式,区别在于试验方式和内部结构不同,产品符合标准为:GB/T2423.1-2008试验A、GB/T2423.2-2008试验B、GB-T10592-2008、GJB150.3-198、GJB360A-96方法107温度冲击试验的要求。    高低温冷热冲击试验箱制冷工作原理:高低制冷循环均采用逆卡若循环,该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。其过程如下:制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力,消耗了功使排气温度升高,之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换,将热量传给四周介质。后制冷剂经阀绝热膨胀做功,这时制冷剂温度降低。最后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热,使被冷却物体温度降低。此循环周而复始从而达到降温之目的。    高低温冷热冲击试验箱质量优势    主要核心配件均采用国际大品牌的配件如法国泰康,日本路宫/和泉/三菱,施耐德,美国快达/杜邦冷媒,丹麦(DANFOSS),瑞典(AlfaLaval)等配件,假一罚十,能确保高低温冲击测试箱正常高效的运行。相比其他同行:采用国产配件或者是使用伪劣的冒牌配件充当品牌配件,发货到客户处和所说的完全不一致,质量大打折扣。    高低温冷热冲击试验箱技术优势    1.采用7″TFT真彩LCD触摸屏,比其它屏更大,更直观,操作简单,运行稳定,并且更节能。    2.蒸发器采用水浸查漏方法,查漏彻底,确保设备稳定运行。    3.采用模块化制冷机组,能确保制造质量,且维护替换非常方便。    4.采用高均匀度的正压式风道系统,温度均匀高。    5.采用最新的自动除霜技术,使除霜时间缩短,试设备的使用效率大大增加。    6.具有多项安全保护措施,故障报警显示及故障原因和排除方法功能显示。    三箱式高低温冷热冲击试验箱相比其他同行设备:    1.控制器界面较小颜色单一,不便于观察和操作。    2.采用传统方法,肥皂水查漏,不彻底。    3.冷冻机组和机箱底板安装在一起,制造质量和维护性能不佳。    4.无自动除霜技术,需手动除霜之后方可再进行试验,使用效率不佳。    5.同行大部分高低温冲击测试箱,通常在运行一段时间后开始结霜,并且除霜时间非常长,使用效率低下。    6.同行设备为了节省成本,导致设备的安全保护措施单一,非常容易造成安全隐患。    三:三箱式高低温冷热冲击试验箱节能优势:三箱式冷热冲击试验箱采用自主研发的控制系统,精度高,稳定操作简单,控制器抛弃日本韩国等控制器的固定模式,采用最新的模糊运算技术,自动分析负载能力,合理调节冷媒流量,使设备节能高达20%。
  • 国图古籍保护实验室:让典籍文献摆脱“酸化危机”
    走进位于北京市西城区文津街7号的国家图书馆古籍馆,转几个弯,绕到文津楼后,看到一扇单门。正值雨季,门口摞着两个防水用的沙袋。单门是通向一个半地下室的。即使是老读者,很多人也都没注意到,近几年,这里多了一个古籍保护实验室。  不久前,国内首个成型的文献脱酸设备在这个实验室研制成功。全国上千万册正处于“酸化危机”中的典籍文献,将有机会因此延年增寿。古籍保护实验室内的文献脱酸设备。  “酸化危机”:全球性问题  实验室摆着一册1936年出版的《宋元明清四朝学案》,书页已经泛黄。工作人员张铭正在对它进行检测。结果不出意料,纸张的pH值仅为4.5。  在酸碱度检测中,pH值等于7为中性,大于7为碱性,小于7为酸性。在文献保护领域,pH值如果小于5,就意味着纸张已严重酸化。而酸化,是加速文献纸张脆化变质的罪魁祸首。  “纤维素是纸张的主要组成成分,也是纸张强度的主要来源。在酸性条件下,纤维素很容易发生水解,这就会使纸张老化。”实验室负责人、国家图书馆古籍馆文献保护组组长田周玲介绍,木材、竹子、稻草等造纸原料,有的本身就是酸性物质,有的则通过长期的氧化、水解产生酸性物质,再加上日益严重的环境污染更加速了纸张的酸化。现在,纸张酸化已经成为影响文献保存的世界性问题,全世界三分之二的历史文献和珍贵图书都受到酸化的威胁。  十几年前,国家图书馆馆员李景仁、周崇润对馆藏各个历史时期的文献酸度进行了全面检测。他们得出的结论是:我国的善本古籍特藏文献大部分已呈现酸化迹象。由于在近现代造纸工艺中,常常会使用酸性添加剂,这使得民国文献的酸化程度比以往更为严重。  基于这样的现状,研发针对民国文献的脱酸液和脱酸设备,成为这个实验室的当务之急。张铭手上的民国版《宋元明清四朝学案》,是旧书市场买来的样品。经过脱酸处理后,他又对这册书的纸张酸度进行检测:pH值为8,达到了预期的效果。  “脱酸工艺能否完全中和纸张的强酸和弱酸,pH值是最直观也是最基础的评价指标。如果脱酸后的pH值不达标,其他各项指标性能再好也是妄谈。”田周玲查阅过国外的相关文献,美国国会图书馆等机构的模拟老化试验研究显示,脱酸后,文献的寿命可以延长3到5倍。  批量处理:与时间赛跑  试管、试剂、显微镜、电脑,乍看起来,这个实验室与其他生物、化学实验室似乎也没有太大不同。直到走进最里面的房间,才发现一个与众不同的“大家伙”,不锈钢结构,两米多高,长、宽在一米左右——这就是我国首个自主研发的批量文献脱酸设备。  文献保护是一场与时间的赛跑。常常是还没来得及保护,文献就发生了无可挽回的残损。对海量酸化严重的文献,一页一页地脱酸甚至一本一本地脱酸,无疑都太慢了。美国、德国、法国、英国、加拿大、意大利等国家早已进入规模化脱酸阶段。  曾有国外厂商找到国家图书馆古籍馆副馆长陈红彦,一台脱酸设备报价3000万元人民币。一旦购买了国外的脱酸设备,就要购买相应的脱酸液,每公斤折合人民币1100元,价格同样十分高昂。自主研发纸张脱酸技术,成为中国古籍保护工作迫在眉睫需要解决的课题。  “20世纪80年代中期,南京博物院、中国人民大学先后研制成功纸张气相脱酸技术,但由于所用脱酸剂对环境存在安全隐患,推广应用受到了限制。国家档案局、上海图书馆等单位对纸张也进行过脱酸应用的研究,但只限于单页纸张脱酸处理。”田周玲说,该实验室2009年正式投入使用后,就把脱酸工艺作为重要研究方向。2015年,在民国时期文献保护计划的支持下,还承担了“民国时期文献脱酸研究与脱酸设备研制”项目。  仅仅花费了30多万元,这个实验室就设计制造了这样一台集储液系统、脱酸系统、冷凝系统和控制系统于一体的脱酸设备,填补了国内相关领域的空白。与此同时,自主研制的脱酸液成本也下降为进口产品的十分之一。  “这个设备有一个脱酸提篮,一次能放入20到50本书图书。不需要拆装订,随着提篮缓慢摇摆,文献的纸张就可以与脱酸液密切接触,达到比较好的脱酸效果。”田周玲说,提篮的摇摆频率还可以根据纸张的脆化程度进行调节,最大限度地避免对文献造成二次伤害。  田周玲预计,再经过一段时间的检测,这个脱酸设备就能应用到馆藏民国文献的脱酸工作中。随着这种脱酸设备在全国推广开来,古籍特别是民国文献保护的困局将得到进一步缓解。
  • 电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心通过复审
    1月22~24日,国家认证认可监督管理委员会、国家计量认证电力评审组派出以汤效军为组长的9人专家评审组,对挂靠在中国电科院的电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心(简称质检中心)质量管理体系和技术能力全要素进行了现场复评审。副院长于永清出席会议并讲话。   在三天的评审中,评审组考察了质检中心的实验室环境、仪器和设备等设施 审查了《质量手册》、《程序文件》和《作业指导书》等体系文件,审查了在用标准、仪器设备检定证书、人员培训及期间核查记录等文件资料的适用性和有效性 核查了检测项目(参数)的标准应用、试验能力和检测方法的符合性和正确性 指定了55项检测项目294个参数项进行了现场检测试验 召开了关键岗位人员座谈会 对授权签字人进行了考核。   经上述评审,评审组一致认为:质检中心质量体系运行处于受控状态,持续有效 检测人员素质、仪器设备及环境良好 采用的标准、检测方法正确 技术能力达到实验室资质认定评审准则要求,质检中心11大类124项检测项目、1755个参数项全部通过了核查,顺利通过了国家认监委现场复评审。   专家评审组对中国电科院实验室的环境、设施和能力提升给予充分的肯定,对高压开关、电力电子、特种光缆及继电保护等实验室给予表扬。
  • 热变形维卡软化点温度测定仪:原理、结构、操作方法
    热变形维卡软化点温度测定仪是一种用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点的实验设备。这种设备在质量控制、材料科学、塑料工业等领域都有广泛的应用。本文将详细介绍热变形维卡软化点温度测定仪的原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法。和晟 HS-XRW-300MA 热变形维卡软化点温度测定仪热变形维卡软化点温度测定仪主要由加热装置、测试系统和测量仪器等组成。加热装置包括电炉、热电偶和加热炉壳等部分,用于提供高温环境。测试系统包括试样、加载装置和位移传感器等,用于测量材料的热变形和软化点。测量仪器则是用于记录和显示测量数据的设备。操作热变形维卡软化点温度测定仪需要遵循一定的步骤和注意事项。首先,选择合适的试样和试剂,确保试样在高温环境下能够充分软化和变形。其次,将试样放置在加热装置中,并使用加载装置施加一定的压力。然后,逐渐升高温度,并记录试样的变形量和温度变化。最后,通过测量仪器输出测量结果,并进行数据处理和分析。在使用热变形维卡软化点温度测定仪时,可能会出现一些误差。例如,由于加热不均匀或加载压力不一致,可能会导致测量结果出现偏差。此外,由于试样本身的性质和制备方法也会对测量结果产生影响。因此,在进行测量时,需要采取一些措施来减小误差,例如多次测量取平均值、选择合适的加热方式和加载压力等。热变形维卡软化点温度测定仪的测量结果可以反映材料在高温环境下的性能和特点。因此,正确理解和使用测量结果是至关重要的。在实践中,需要根据具体的实验条件和要求,选择合适的测定仪器和试剂,并严格按照操作规程进行测量。同时,需要充分考虑误差和处理方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。总之,热变形维卡软化点温度测定仪是一种重要的实验设备,可以用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点。了解其原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法,对于科学研究和实际应用都具有重要意义。
  • 电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应
    这里是TESCAN电镜学堂第三期,将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看),帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况,将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能!第四节 各种信号与衬度的总结前面两节详细的介绍了扫描电镜中涉及到的各种电子信号、电流信号、电磁波辐射信号和各种衬度的关系,下面对常见的电子信号和衬度做一个总结,如图2-36和表2-4。图2-36 SEM中常见的电子信号和衬度关系表2-4 SEM中常见的电子信号和衬度关系第五节 荷电效应扫描电镜中还有一种不希望发生的现象,如荷电效应,它也能形成某些特殊的衬度。不过在进行扫描电镜的观察过程中,我们需要尽可能的避免。§1. 荷电的形成根据前面介绍的扫描电镜原理,电子束源源不断的轰击到试样上,根据图2-6,只有原始电子束能量在v1和v2时,二次电子产额δ才为1,即入射电子和二次电子数量相等,试样没有增加也没减少电子,没有吸收电流的形成。而只要初始电子束不满足这个条件,都要形成吸收电流以满足电荷的平衡, i0= ib+is+ia。要实现电荷平衡,就需要试样具备良好的导电性。对于导体而言,观察没有什么问题。但是对于不导电或者导电不良、接地不佳的试样来说,多余的电荷不能导走,在试样表面会形成积累,产生一个静电场干扰入射电子束和二次电子的发射,这就是荷电效应。荷电效应会对图像产生一系列的影响,比如:① 异常反差:二次电子发射受到不规则影响,造成图像一部分异常亮,一部分变暗;② 图像畸变:由于荷电产生的静电场作用,使得入射电子束被不规则偏转,结果造成图像畸变或者出现阶段差;③ 图像漂移:由于静电场的作用使得入射电子束往某个方向偏转而形成图像漂移;④ 亮点与亮线:带点试样经常会发生不规则放电,结果图像中出现不规则的亮点与亮线;⑤ 图像“很平”没有立体感:通常是扫描速度较慢,每个像素点驻留时间较长,而引起电荷积累,图像看起来很平,完全丧失立体感。如图2-37都是典型的荷电效应。图2-37 典型的荷电效应§2. 荷电的消除荷电的产生对扫描电镜的观察有很大的影响,所以只有消除或降低荷电效应,才能进行正常的扫描电镜观察。消除和降低荷电的方法有很多种,这里介绍一下常用的方法。首先,在制样环节就要注意以便减小荷电:1) 缩小样品尺寸、以及尽可能减少接触电阻:这样可以增加试样的导电性。2)镀膜处理:给试样镀一层导电薄膜,以改善其导电性,这也是使用的最多的方法。常用的镀膜有蒸镀和离子溅射两种,常用的导电膜一般是金au和碳,如果追求更好的效果,还可使用铂pt、铬cr、铱ir等。镀导电膜不但可以有效的改善导电性,还能提高二次电子激发率,而且现在的膜厚比较容易控制,一定放大倍数内不会对试样形貌产生影响。不过镀膜也有其缺点,镀膜之后会有膜层覆盖,影响样品的真实形貌的,严重的话还会产生假象,对一些超高分辨的观察或者一些细节(如孔隙、纤维)的测量以及eds、ebsd分析产生较大影响。如图2-38,石墨在镀pt膜后,产生假象;如图2-39,纤维在镀金之后,导致显微变粗,孔隙变小。图2-38 石墨镀金膜之后的假象图2-39 纤维在镀金前(左)后(右)的图像除了制样外,还要尽可能寻找合适的电镜工作条件,以消除或减弱荷电的影响:3) 减小束流:降低入射电子束的强度,可以减小电荷的积累。4) 减小放大倍数:尽可能使用低倍观察,因为倍数越大,扫描范围越小,电荷积累越迅速。5) 加快扫描速度:电子束在同一区域停留时间较长,容易引起电荷积累;此时可以加快电子束的扫描速度,在不同区域停留的时间变短,以减少荷电。6) 改变图像采集策略:扫描速度变快后,图像信噪比会大幅度降低,此时利用线积累或者帧叠加平均可以减小荷电效应同时提升信噪比。线积累对轻微的荷电有较好的抑制效果;帧叠加对快速扫描产生的高噪点有很好的抑制作用,但是图像不能有漂移,否则会有重影引起图像模糊。如图2-40,样品为高分子球,在扫描速度较慢时,试样很容易损伤而变形,而快速扫描同时进行线积累的采集方式,试样完好且图像依然有很好的信噪比。图2-40 高分子球试样在不同扫描方式下的对比7)降低电压:减少入射电子束的能量(降至v2以内)也能有效的减少荷电效应。如图2-41,试样是聚苯乙烯球,加速电压在5kV下有明显的荷电现象,降到2kV下荷电基本消除。不过随着加速电压的降低,也会带来分辨率降低的副作用。图2-41 降低加速电压消除荷电影响8)用非镜筒内二次电子探测器或者背散射电子探测器观察:在有大量荷电产生的时候,会有大量的二次电子被推向上方,倒是镜筒内二次电子接收的电子信号量过多,产生荷电,尤其在浸没式下,此时使用极靴外的探测器,其接收的电子信号量相对较少,可以减弱荷电效应,如图2-42;另外,背散射电子能量高,其产额以及出射方向受荷电的影响相对二次电子要小很多,所以用bse像进行观察也可以有效的减弱荷电效应,如图2-43,氧化铝模板在二次电子和背散射图像下的对比。图2-42 镜筒内(左)和镜筒外(右)探测器对荷电的影响图2-43 SE(左)和BSE(右)图像对荷电的影响9) 倾转样品:将样品进行一定角度的倾转,这样可以增加试样二次电子的产额,从而减弱荷电效应。 除此之外,电镜厂商也在发展新的技术来降低或消除荷电,最常见的就是低真空技术。低真空技术是消除试样荷电的非常有效的手段,但是需要电镜自身配备这种技术。10)低真空模式:低真空模式下可以利用电离的离子或者气体分子中和产生的荷电,从而在不镀膜或者不用苛刻的电镜条件即可消除荷电效应。不过低真空条件下,原始电子束会被气体分子散射,所以分辨率、信噪比、衬度都会有一定的降低。如图2-44,生物样品在不镀导电膜的情况下即可实现二次电子和背散射电子的无荷电效应的观察。图2-44 低真空BSE(左)和SE(右)的效果对比福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目,大家可以在留言区回答问题,小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。奖品公布上期获奖的这位童鞋,请您关注“TESCAN公司”微信公众号,后台私信小编邮寄地址,我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。【本期问题】低真空模式下,空气浓度高低对消除荷电能力的强弱有什么影响?(快关注微信去留言区回答问题吧~)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师(原上海交通大学扫描电镜专家,现任TESCAN技术专家)、焦汇胜博士(英国伯明翰大学材料科学博士,现任TESCAN技术专家)、李香庭教授(电子探针领域专家,兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事)编著,并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者,在科研领域工作多年,李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验,对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣,本教材从实战的角度出发编写,希望能够帮助到广大电镜工作者,特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程,请关注微信查阅以下文章:电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理
  • 中国着手制定风电保护涂料国标
    日前,风电保护涂料研讨及国家标准起草讨论会在宁波召开,中海油常州涂料化工研究院、拜耳材料科技(中国)有限公司、赫普(昆山)涂料有限公司、大金氟涂料(上海)有限公司、杜邦(中国)集团有限公司、PPG工业集团轻工业涂料,西北永新化工股份有限公司、帝斯曼利康树脂、中远关西涂料化工有限公司、广东明阳风电公司、烟台万华、石家庄油漆厂等企业和机构,共100多名表参加讨论,国家涂料和颜料标准化技术委员会高工苏舂海先生主持会议。本次大会由中国海洋石油总公可科技发展部,和中国石油学会海洋石油分会主办,由隶属于中海油常州涂料化工研究院的中国化工学会海洋石油工业防腐蚀专委会、全国涂料工业信息中心和《涂料工业》杂志社联合承办。据专家介绍,风电涂料主要是指风力发电机组钢结构、机械部件、电气部件、混凝土基础结构内外表面防腐以及风轮叶片的外表面防腐防护涂装涂料。本次大会围绕风电对涂料保护的技术需求、国内外相关技术标准现状和风电保护涂料国家标准起草建议等议题展开广泛的讨论,其中不乏唇枪舌剑的激烈交锋,最终很好的达到了采集企业意见,为国家标准的制定献言献策的目的。   国家标准翘首以待。据专家介绍,由于我国风力发电场分布的地域宽广,风机系统会遭遇到各种恶劣环境的侵蚀。陆上风电机组承受的磨损应力(磨蚀)主要有两个因素,一是风挟带的颗粒(例如砂粒)摩擦钢结构、叶片表而产生破坏,另一个是水滴、冰雹、沙尘暴甚至飞鸟等较大物的撞击破坏。这在沙漠戈壁风电场塔架迎风面及底部、风电叶片表面、箱式落地变压器迎风侧面比较常见和明显,特别是叶片的叶尖速度在许多情况下超过70m/s,磨损会造成结构破坏、效率下降和损失。据专家介绍,海上风电机组防腐蚀比陆上风电机组情况更复杂,技术要求更高。海上风机所处环境比陆上更加恶劣,海面以上部分和海面以下部分环境不同,所需防腐蚀技术也不同。海上风电机组基座为钢筋混凝土结构,防腐蚀工作重在对钢筋锈蚀的保护 海面以上的部分主要受到盏雾、海洋大气、浪花飞溅的腐蚀,因此,海上风电机组的防腐蚀比较复杂,需要分部分、针对性的进行。   风电机组单机的投资成本很高,尤其是海上风机,因此必须保证一定的使用寿命,一般要求为20年以上。据专家介绍,为保证风电装备20年以上的服务寿命,必须采取相关的保护措施,各厂家积累的实验数据表明,在没有外界因素破坏的情况下风机外围系统使用寿命完全可以达到20年。因此,如何最大程度的减少外界侵蚀将是决定风机外围系统实际使用寿命的关键因素,而涂料保护是其中重要的一个环节。在我国,风电装备制造业作为新兴产业发展初期主要依靠引进吸收国外技术,配套的保护涂料系统也一度为进口产品所垄断,而国外的风场环境和国内的有很大的不同,针对国外环境生产的风电保护涂料不适合中国的实际。以风电叶片为例,现代化大型风力叶片主要起源于中北欧波罗的海和北海附近的低地国家,那里深受北大西洋暖流影响,以温暖潮湿的温带海洋性季风气候为主,其风源特点是含水量高,含砂量和浮尘量都极低。它们的叶片涂料自然而然的将耐雨蚀作为叶片涂料的主要检测标准。而我国的主要风场位于风砂冲击区域,干旱少雨,风机外围系统的破坏主要来自风砂的侵蚀,因此风宅涂料耐风砂标准应该成为我国内陆风电涂料的主要检测标准。   而从国外引入的风电保护涂料,是按照针对国外环境的标准生产的,但脱离国内的实际。据专家介绍,近年来随着风电产业的爆发式增长,配套涂料的国产化已成为大势所趋,目前风电保护涂料已主要在国内生产,这其中既包括传统的外资品牌,也包括许多国内新兴涂料企业的产品,并且还有很多企业正考虑进入这一领域,但我国涂料行业目前还没有风电保护涂料的行业标准和国家标准,造成各涂料企业在研发保护涂料时缺乏明确的技术参照,通常都是依靠自身的理解以及生产商提供的一些要求来制定企业标准,而各个企业的标准又参差不齐,结果就是产品优劣不一。风电涂料不同于一般的重防腐涂料,它的生产技术要求很高,如果没有行业标准和国家标准作为准入门槛,质量问题会成风电涂料的主要问题。而且“由于风电装备处于向大型化方向快速发展的阶段,这对涂料产品也提出了新的更大的挑战”,本次大会的承办单位中海油常州涂料化工研究院赵晓东副院长表示,因此风电保护涂料国家和行业标准的制定变得重要而紧迫,会上不少企业用“翘首以待”来形容这种急切的期待。   大会上与会代表和专家一致认为,与飞速发展的风电保护涂料产业相对应,我国保护涂料行业目前急需建立相配套的行业标准或国家标准,这一方面可以使各涂料企业在研发相关产品时有一个明确的技术参照,另一方面也有利于规范和引导市场,以对风电装备形成更好、更长期的保护。国家标准需统筹兼顾——据专家介绍,风电保护涂料的国家和行业标准的制定已成为业界的共识,分管全国涂料和颜料标准化技术委员会和国家涂料质量监督检验中心日常管理工作的赵晓东副院长告诉本刊记者,相关部门已启动了风电装备保护涂料体系国家标准的制定工作,本次大会邀请行业生产风电涂料的骨干企业参加标准的研讨,目的是为企业表达意见搭建平台,为标准的制定献言献策。但国标的制定也面临着不少困难,表现在企业的分歧上。会议过程中,企业在国家和行业标准制定上存在两个主要分歧,并且都有自己合理的看法,因此不乏激烈的争论。   据专家介绍,第一个分歧是国标和行标的门槛高低问题,一些企业认为申报标准的草案在一些指标上要求过高,大部分企业难以达到,不利于企业的进入和形成良性竞争的市场局面。但另一些企业认为标准定的过低又无法达到保证产品质量,推动产业良性发展的目的。因此,如何平衡企业的标准,制定出高低适度的标准成为国标和行标不可回避的问题。杜邦公司的代表就认为,国标和行标应该起到准入门槛的作用,设定一个基本的产品要求,不低于这个标准的企业才有资格进入这个行业,通过这种把关,达到规范市场秩序,保证行业健康发展的目的,这也是国标和行标的根本目的所在。第二个分歧是国标和行标是否要设定统一的标准。我国风电场分布的环境差别很大,大体分类为北方环境、南方环境和海洋环境。环境不同决定了对风机造成伤害的主要因素不同,北方风场对风机的破坏主要来自砂粒的侵蚀。南方风场降水多,对风机的主要破坏是雨水、水汽侵蚀。海上风电场环境更加的复杂,海面以下的部分破坏来自海水的腐蚀,海面以上部分破坏来自盐雾和水汽i破坏的主要原因不同,保护涂料的指标侧重就应该不同,北方风场保护涂料的   耐风砂性能就是主要考虑的因素,而耐雨蚀气蚀指标就基本不必考虑。而南方的风电场正好相反,雨蚀气蚀是主要考虑的因素,耐风砂性基本可以不考虑。海上风场和南北方风场又不相同,主要考虑盐水和盐雾的腐蚀性。因此是否将不同的环境纳入统一的国标是一个重要问题。如果要制定一个统一的标准来指导陆上和海上风电场的话,那么必须既要满足很强的抗风差性指标、耐水汽腐蚀指标又要满足耐海水腐蚀指标才能很好的适应各类风场的使用,但这样一来,会增加成本,而且有些指标在有些地区就变得不必要,产生不经济。有的企业提出因地制宜,针对环境的特点来制定指标,这样会降低成本。但我国风场的环境差别很大,南方、北方、海上风场只是大类的区分,还可以具体的区分,比如同为北方风场,辽宁和内蒙的不同,河北的和新疆的又有区别。如果针对环境来设定指标,那势必会出台很多分标准,增大管理的难度,起不到国标和行标应有的作用。中国环氧网/中国环氧树脂行业在线专家表示,风电涂料国家标准的制定是一个系统工程,制定需要把各种情况考虑在内,统筹兼顾、平衡各种分歧,保证出台的标准既能带来符合我国实际应用的高质量的产品,又能推动产业兴旺、发展。
  • 气雾剂阀门密封性测试仪的原理与应用
    气雾剂阀门密封性测试仪的工作原理与应用气雾剂阀门作为气雾剂产品的重要组成部分,其密封性和促动性能直接影响到产品的安全性和使用效果。在现代工业生产中,对气雾剂阀门的测试变得尤为重要,特别是对其密封性的检测,这直接关系到产品是否能够在存储和运输过程中保持内容的完整性。本文将围绕三泉中石的气雾剂阀门密封性测试仪MFY-06S进行详细介绍,探讨其在质量控制中的重要性及应用。一、气雾剂阀门的功能与标准气雾剂阀门是一种固定在气雾剂容器上的机械装置,其主要功能在于两个方面:一是关闭时确保容器内的内容物不会泄漏,保护产品免受外界环境的污染或失效;二是促动时,使内容物以预定的形态和方式释放出来,以满足消费者的使用需求。为了确保气雾剂阀门能够达到这些要求,各国制定了相应的标准和规范,如我国的GB17447-1998标准。二、GB17447-1998标准下的密封性要求GB17447-1998标准对气雾剂阀门的性能进行了详尽的规定,特别是在密封性方面,提出了具体的要求。该标准要求气雾剂阀门在经受一定的压力测试(如0.85Mpa,持续1分钟)后,保持不泄漏,这是衡量阀门密封性能的关键指标。此外,标准还对引液管的拉脱力进行了规定,内插管需达到不少于49N的拉脱力,外插管则不少于40N,以确保在使用过程中,引液管能够稳固地连接在阀门上,不会因为外力作用而脱落。三、气雾剂阀门密封性测试仪的重要性为了满足GB17447-1998等标准对气雾剂阀门密封性的严格要求,三泉中石的气雾剂阀门密封性测试仪MFY-06S应运而生。这类测试仪通过模拟实际使用场景中的压力条件和操作方式,对气雾剂阀门的密封性能进行全面、准确的检测。它不仅提高了检测的效率和准确性,还大大减少了人工检测带来的误差和不确定性,为气雾剂产品的质量控制提供了强有力的技术支持。四、气雾剂阀门密封性测试仪MFY-06S的工作原理与应用济南三泉中石的气雾剂阀门密封性测试仪通常采用压力加载的方式,将一定的压力施加到气雾剂阀门上,并持续一定时间(如1分钟),然后观察并记录阀门是否有泄漏现象,广泛应用于气雾剂生产企业的质量控制部门、第三方检测机构以及科研院校等场所,成为保障气雾剂产品质量的重要工具。五、结语三泉中石的气雾剂阀门密封性测试仪MFY-06S的出现,为气雾剂产品的质量控制提供了有力的技术保障。它通过对气雾剂阀门密封性能的精确检测,确保了产品在存储和运输过程中的安全性和稳定性。
  • 湖北省筹建微型电量传感器计量检定中心
    12月22日,记者从天门市质监局了解到,经湖北省质监局批准,天门市开始筹建湖北省微型电量传感器计量检定中心,这是湖北省唯一的省级微型电量传感器检测机构,也是天门市首个省级高科技检测机构,计划在天门市建立首个国家级计量基准。   此项目由天门市质量技术监督局与天门电工仪器仪表研究所共同组织筹建。据天门质监局有关负责人介绍,微型电流传感器是应用在电子式电能表、继电保护装置,电子测量仪器上的一种电子元器件,使用范围广泛,随着国家实施“西电东送”、“智能电网”等重点工程的进展,在国内年需求量达10亿只以上,天门市也有数家企业从事此项产品的生产。微型电流传感器在出厂后和使用中必须进行校准,而目前国内还没有相关的国家标准量值,天门质监局邀请中国计量院、国家电网武汉高压试验研究院、国家电工仪器仪表质量监督检验中心、华中科技大学等单位的专家、教授,开展技术攻关,旨在填补我国微型电流传感器量值溯源的空白,目前已完成关键技术的研发。天门市筹建省级微型电量传感器计量检定中心后,可凭借技术上的领先优势,建成国内唯一的微型电量传感器检测机构,抢占微量电量传感器这一产品的至高点,打造天门高科技“城市名片”,进一步提升天门对外影响力,促进天门经济产业结构调整升级,壮大微型电量传感器产业集群,优化天门招商引资工作环境和平台。
  • 天门市筹建省级微型电量传感器检测机构
    记者从天门市质监局了解到,经湖北省质监局批准,天门市开始筹建湖北省微型电量传感器计量检定中心,这是全省唯一的省级微型电量传感器检测机构,也是天门市首个省级高科技检测机构,计划在天门市建立首个国家级计量基准。   此项目由该市质量技术监督局与市电工仪器仪表研究所共同组织筹建。据市质监局有关负责人介绍,微型电流传感器是应用在电子式电能表、继电保护装置,电子测量仪器上的一种电子元器件,使用范围广泛,随着国家实施“西电东送”、“智能电网”等重点工程的进展,在国内年需求量达10亿只以上,天门市也有数家企业从事此项产品的生产。微型电流传感器在出厂后和使用中必须进行校准,而目前国内还没有相关的国家标准量值,该市质监局邀请中国计量院、国家电网武汉高压试验研究院、国家电工仪器仪表质量监督检验中心、华中科技大学等单位的专家、教授,开展技术攻关,旨在填补我国微型电流传感器量值溯源的空白,目前已完成关键技术的研发。天门市筹建省级微型电量传感器计量检定中心后,可凭借技术上的领先优势,建成国内唯一的微型电量传感器检测机构,抢占微量电量传感器这一产品的至高点,打造天门高科技“城市名片”,进一步提升天门对外影响力,促进天门经济产业结构调整升级,壮大微型电量传感器产业集群,优化天门招商引资工作环境和平台。
  • 锂金属电池保护薄层 可提高电池效率并允许冷充电
    p 据外媒报道,宾夕法尼亚州立大学研究团队表示,想要开发可靠、快速充电、适宜在寒冷天气下工作的汽车电池,自组装薄层电化学活性分子或将成为解决方案。 /p p br/ /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/70cad0b3-66f1-47a4-989c-f6ad1caabc2a.jpg" title=" 202009011201548733.jpg" alt=" 202009011201548733.jpg" / /p p style=" text-align: center " 锂图片来源:PSU官网 /p p br/ /p p 金属电池是继锂离子电池之后的下一代电池,宾夕法尼亚州立大学机械工程教授、电池和储能技术中心的主要研究人员Donghai Wang说,“这种电池使用的是锂负极,能量密度更高,但存在枝晶生长、效率低和循环寿命短等问题。”研究人员表示,具有电化学活性的自组装单层,可以分解成合适的构成部分,保护锂负极表面,从而解决这些问题。 /p p br/ /p p 这类电池由锂负极、锂金属氧化物正极和电解质构成,其电解质中含有锂离子导电材料和保护性薄膜层。在快速充电或在寒冷的条件下,如果没有保护层,电池中可能逐渐长出锂枝晶,最终会导致电池短路,大大降低电池的实用性和循环寿命。Wang表示:“关键在于调整分子化学,使其能够在表面自我组装。”在充电时,这种单层可以提供良好的固态电解质界面,从而保护锂负极。 /p p br/ /p p 研究人员将这种单层膜沉积在薄铜层上。在电池充电时,锂撞击单层并分解形成稳定的界面层。部分锂与剩余的层体一起沉积在铜上,原层分解的部分在锂上面进行重组,从而保护锂,防止生成锂枝晶。 /p p br/ /p p 据研究人员介绍,利用这项技术,可以提升电池的存储容量,增加充电次数。Wang说:“这项技术的关键在于能够在需要的时候及时形成一层膜。这种膜可以分解并自动转化,然后留在铜上并覆盖锂表面。这种技术可以应用于无人机、汽车或一些水下低温应用的小型电池中。” /p
  • 普洛帝药典0903不溶性微粒分析仪光阻法检测原理解读
    不溶性微粒分析仪阻法检测原理药典规定检测原理—光阻法满足《美国药典》、《中国药典》、《药包材标准》及输液器具 GB8368-2018 等要求。待测液体流过流通池,流通池两侧装有光学玻璃,激光器的光束通过透镜组准直 穿过流通池,照射在光陷阱上。若待测液体中没有微粒,则光电探测器接收不到光信号;若液体中有微粒,与液体流向垂直的入射光,由于被微粒阻挡而减弱,因此由传感器输出的信号降低,这种信号变化与微粒的截面积成正比。根据信号的幅度和个数可以对液体中的微小微粒进行计数检测。图.光阻法检测原理示意图PULUODY 的创新型双激光窄光微粒检测技术不仅对微粒的探测范围宽广更具有精度高、重复性好的特点,让任何微粒无处遁形。
  • 经典库尔特原理及其发展——颗粒表征电阻法(下)
    前文回顾:发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法(上)一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中,壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中,该小孔使得管内外的液体相通,并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔,然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质,在两电极加了一定电压后(或通了一定电流后), 小孔内会有一定的电流流过(或两端有一定的电压),并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时,颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水(0.9%氯化钠溶液),这也是人体内液体的渗透压浓度,红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存,浓度过低会发生红细胞的破裂,浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时,通常也用同样的电解质溶液,对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒,用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时,也可以加入适用于该有机溶液的电解质后,再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅,可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数,脉冲的振幅与颗粒的体积成正比,从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒,整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后,颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量,这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒,悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时,颗粒是一个一个通过小孔,否则就会将两个颗粒计为一个,体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果:1)两个颗粒被计为一个大颗粒;2)两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径,可以径直地通过小孔,但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢,所受的电流密度也较大,结果会产生表观较大体积的后果,也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒,即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm,所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽,则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管,将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级,以免大颗粒堵住小孔,然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来,以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品,便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的,所以有极高的分辨率,可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的,所以不受模型与实际颗粒差别的影响,结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术,测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中,颗粒有变化(如凝聚或溶解过程,细胞的生长或死亡过程等),则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒,脉冲类似于正弦波,波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒,如果是径直地通过小孔,则有可能当大部分进入感应区后,此颗粒还有部分在感应区外,这样产生的脉冲就是平台型的,从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析,可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒,由于孔隙中填满了电解质溶液,在颗粒通过小孔时,这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献,所以电感应区法测量这些颗粒时,所测到的是颗粒的固体体积,其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒,测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高,通常为 10 V 至 15 V,导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量,还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后,可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析,应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程,直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中,例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时,往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒,这些大颗粒会严重影响产品质量,需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时,如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管(小孔直径比小颗粒大 50 倍以上),则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体,选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔,来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法(TRPS)是在 21 世纪初发明的,用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中,一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜,膜上面有个小孔,小孔的大小(从 300 nm 至 15 m)可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样,在小孔两边各有一个电极,测量由于颗粒通过小孔而产生的电流(电压) 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒,这类仪器不用真空抽取液体,而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性,此小孔很难做到均匀的圆形,大小也很难控制,每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系,需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时,对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比,颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半,这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1,可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位,但是测量的准确度与精确度都还有待提高,如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用,出现了好几类小型化(手提式)、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数,粒度不是这些应用主要关心的参数,小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术,整个装置的核心部分就是一个微芯片,携带颗粒的液体在微通道中流动,小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响,以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入,其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5], 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔,如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔,例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A(MspA)。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时,由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同,通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性,如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔,就可以反复地读取肽链中的碱基,在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年,国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准(ISO 13319),并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标,成为中国国家标准(GB/T 29025-2012)。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良,国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学,受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下,获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位,包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监,英国马尔文仪器公司亚太区技术总监,美国麦克仪器公司中国区总经理,资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人,执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事,颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪,除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外,著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization: Light Scattering Methods》,以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术
  • 扫描电子显微镜的基本原理(一)
    自1965年第一台商品扫描电镜问世以来,经过50多年的不断改进,扫描电镜的分辨率已经大大提高,而且大多数扫描电镜都能与X射线能谱仪等附件或探测器组合,成为一种多功能的电子显微仪器。在材料领域中,扫描电镜发挥着极其重要的作用,可广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究,如图1所示的纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜。图1 纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜场发射扫描电镜组成结构可分为镜体和电源电路系统两部分,镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空系统组成,电源电路系统为单一结构组成。1.1 电子光学系统由电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束,作为信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率,扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。1.2 信号收集检测样品在入射电子作用下产生的物理信号,然后经视频放大作为显像系统的调制信号。1.3 真空系统真空系统的作用是为保证电子光学系统正常工作,防止样品污染,一般情况下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。1.4 电源电路系统电源系统由稳压,稳流及相应的安全保护电路所组成,其作用是提供扫描电镜各部分所需的电源。图3为扫描电镜工作原理示意图,具体如下:由电子枪发出的电子束在加速电压(通常200V~30kV)的作用下,经过两三个电磁透镜组成的电子光学系统,电子束被聚成纳米尺度的束斑聚焦到试样表面。与显示器扫描同步的电子光学镜筒中的扫描线圈控制电子束,在试样表面的微小区域内进行逐点逐行扫描。由于高能电子束与试样相互作用,从试样中发射出各种信号(如二次电子、背散射电子、X射线、俄歇电子、阴极荧光、吸收电子等)。图3 扫描电镜的工作原理示意图这些信号被相应的探测器接收,经过放大器、调制解调器处理后,在显示器相应位置显示不同的亮度,形成符合人类观察习惯的二维形貌图像或者其他可以理解的反差机制图像。由于图像显示器的像素尺寸远大于电子束斑尺寸,且显示器的像素尺寸小于等于人类肉眼通常的分辨率,显示器上的图像相当于把试样上相应的微小区域进行了放大,而显示图像有效放大倍数的限度取决于扫描电镜分辨率的水平。早期输出模拟图像主要采用高分辨照相管,用单反相机直接逐点记录在胶片上,然后冲洗相片。随着电子技术和计算机技术的发展,如今扫描电镜的成像实现了数字化图像,模拟图像电镜已经被数字电镜取代。扫描电镜是科技领域应用最多的微观组织和表面形貌观察设备,了解扫描电镜的工作原理及其应用方法,有助于在科学研究中利用好扫描电镜这个工具,对样品进行全面细致的研究。转载文章均出于非盈利性的教育和科研目的,如稿件涉及版权等问题,请立即联系我们,我们会予以更改或删除相关文章,保证您的权益。
  • 原位硅油冷冻干燥机:精确控制与高效保护的结合
    原位硅油冷冻干燥机:精确控制与高效保护的结合一、用途:  原位硅油冷冻干燥机是一种广泛应用于食品、医药、化工等行业的先进设备。它以其出色的性能和高效能力,成为实现物料低温干燥、保持原有品质和延长储存周期的理想选择。  二、原理:  该产品利用了“减压降温”技术来进行低温干燥。首先,将待处理物料置于真空环境中,在减压条件下蒸发水分。然后,通过对硅油进行循环加热和降温,使得润湿在待处理物料表面的水分迅速被固化并转化为固态水。最后,在真空状态下通过恢复常压给予样品光辐射或微波加热使定向剂从乳液中释放出来, 以达到快速脱溕目标。  三、性能特点:  1. 精确控制:该设备配备了智能控制系统,可实时监测和调整各项参数如温度、压力和时间。操作人员可以根据需求进行精确设置,以实现最佳的干燥效果。  2. 高效保护:该产品在干燥过程中能有效减少对物料的损伤。通过低温处理,能够很好地保留物料的营养成分、香气和口感,在同时降低细菌滋生的风险的情况下延长其储存周期。  3. 广泛适用:该设备可用于各种食品、药品等材料的干燥处理。不同类型和状态(固体、液体或胶体)的样品均可以使用该产品进行高质量的干燥处理。  4. 结构稳定耐用:设备采用优质材料制造,并经过严格测试,确保工作稳定并提供长期可靠使用。  四、结论:  原位硅油冷冻干燥机是一款功能强大且高效可靠的工业设备,在多个行业中都担当着关键角色。通过其精确控制和高效保护性能,它为企业提供了更好地保存产品质量和延长储存期的保障。无论是食品加工、医药生产还是化工领域,该产品都展示出了其重要性和价值。
  • 激光粒度原理及应用
    p   粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。 /p p   激光粒度仪是通过激光散射的方法来测量悬浮液,乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。具有测试范围宽、测试速度快、结果准确可靠、重复性好、操作简便等突出特点,是集激光技术、计算机技术、光电子技术于一体的新一代粒度测试仪器。 /p p    strong 激光粒度仪的光学结构 /strong /p p   激光粒度仪的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成,主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下通过测量区,以便仪器获得样品的粒度信息。 /p p    strong 激光粒度仪的原理 /strong /p p   激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。 /p p   米氏散射理论表明,当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象,散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ,θ角的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小 颗粒越小,产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的 大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明,散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样,测量不同角度上的散射光的强度,就可以得到样品的粒度分布了。 /p p   为了测量不同角度上的散射光的光强,需要运用光学手段对散射光进行处理。在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜,在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器,不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时,光信号将被转换成电信号并传输到电脑中,通过专用软件对这些信号进行数字信号处理,就会准确地得到粒度分布了。 /p p    strong 激光粒度仪测试对象 /strong /p p   1.各种非金属粉:如重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、石墨、硅灰石、水镁石、重晶石、云母粉、膨润土、硅藻土、黏土等。 /p p   2.各种金属粉:如铝粉、锌粉、钼粉、钨粉、镁粉、铜粉以及稀土金属粉、合金粉等。 /p p   3.其它粉体:如催化剂、水泥、磨料、医药、农药、食品、涂料、染料、荧光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各种乳浊液。 /p p    strong 激光粒度仪的应用领域 /strong /p p   1、高校材料 /p p   2、化工等学院实验室 /p p   3、大型企业实验室 /p p   4、重点实验室 /p p   5、研究机构 /p p   文章来源:仪器论坛(http://bbs.instrument.com.cn/topic/5163115) /p p br/ /p
  • 高效液相色谱(HPLC)的基本原理和系统组成
    高效液相色谱(HPLC)是色谱法的一个重要分支,其应用范围广泛,对样品的适用性广,且不受分析对象的挥发性和热稳定性的限制。 几乎所有的化合物,包括高沸点、极性、离子化合物和大分子物质都可以用高效液相色谱法进行分析测定,从而弥补了气相色谱法的缺点。 目前已知的有机化合物中,约20%可以通过气相色谱法进行分析,而80%需要通过高效液相色谱法进行分析。 高效液相色谱法具有分离效率高、分析速度快、检测灵敏度好等特点,可以分析分离高沸点且不能汽化的热不稳定生理活性物质。 分离与分析技术在该领域的重要应用。基本原理色谱法的分离原理是:溶于流动相中的各组分经过固定相时,由于与固定相(stationphase)发生作用(吸附、分配、排阻、亲和)的大小、强弱不同,在固定相中滞留时间不同,从而先后从固定相中流出。又称为色层法、层析法。高效液相色谱法以经典的液相色谱为基础,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有颗粒极细的高效固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。系统组成HPLC 系统一般由输液泵、进样器、色谱柱、检测器、数据记录及处理装置等组成。其中输液泵、色谱柱、检测器是关键部件。此外,还可根据需要配置梯度洗脱装置、在线脱气机、自动进样器、预柱或保护柱、柱温控制器等,现代HPLC 仪还有微机控制系统,进行自动化仪器控制和数据处理。制备型HPLC 仪还备有自动馏分收集装置。
  • FIB常见应用明细及原理分析
    系统及原理双束聚焦离子束系统可以简单理解为单束聚焦离子束系统与普通SEM的耦合。单束聚焦离子束系统由离子源、离子光学柱、束描画系统、信号采集系统和样品台5部分构成。离子束镜筒的顶端是离子源,在离子源上加较强的电场来抽取出带正电荷的离子,这些离子通过静电透镜及偏转装置的聚焦和偏转来实现对样品的可控扫描。样品加工是通过将加速的离子轰击样品使其表面原子发生溅射来实现,同时产生的二次电子和二次离子被相应的探测器收集并用于成像。常见的双束设备是电子束垂直安装,离子束与电子束成一定夹角安装,如图所示。通常称电子束和离子束焦平面的交点为共心高度位置。在使用过程中样品处于共心高度的位置即可同时实现电子束成像和离子束加工,并可以通过样品台的倾转使样品表面与电子束或离子束垂直。典型的离子束显微镜包括液态金属离子源及离子引出极、预聚焦极、聚焦极所用的高压电源、电对中、消像散电子透镜、扫描线圈、二次粒子检测器、可移动的样品基座、真空系统、抗振动和磁场的装置、电路控制板和电脑等硬件设备,如图所示:外加电场于液态金属离子源,可使液态镓形成细小尖端,再加上负电场牵引尖端的镓,而导出镓离子束。在一般工作电压下,尖端电流密度约为10-4A/cm2,以电透镜聚焦,经过可变孔径光阑,决定离子束的大小,再经过二次聚焦以很小的束斑轰击样品表面,利用物理碰撞来达到切割的目的,离子束到达样品表面的束斑直径可达到7纳米。设备部分应用1 TEM制样2 截面分析3 芯片修补与线路修改4 微纳结构制备5 三维重构分析6 原子探针样品制备7 离子注入8 光刻掩膜版修复常用的TEM制样1、半导体薄膜材料此类样品多为在平整的衬底上生长的薄膜材料,多数为多层膜(每层为不同材料),极少数为单层材料。多数的厚度范围是几纳米-几百纳米。制备样品是选用的位置较多,无固定局限。2、半导体器件材料此类样品多为在平整的衬底上生长的有各种形状材料,表面有图形,制样范围有局限。3、金属材料金属材料,多为表面平整样品,也有断口等不规则样品,减薄的区域多为大面积。4、电池材料电池材料多为粉末,每个大颗粒会有许多小颗粒组成,形状多为球形,由于电池材料元素的原子序数较小,pt原子进入在TEM下会较为明显,建议保护层采用C保护。5、二维材料此类样品为单层或多层结构,如石墨烯等,电子束产生的热效应会对其造成损伤,在制备样品前需要在表面进行蒸镀碳的处理,或者提前在表面镀上保护膜。6、地质、陶瓷材料此类样品导电性能差、有些会出现空洞,制备样品前需要进行喷金处理,材料较硬,制备时间长。7、原位芯片用原位芯片代替铜网,将提取出来的样品固定在芯片上,进行减薄。截面分析利用FIB的溅射刻蚀功能可以对样品进行定点切割,观察其横截面(cross-section)表征截面形貌尺寸,同时可以配备结合元素分析(EDS)系统等,对截面成分进行分析。一般用于芯片、LED等失效分析领域,一般IC芯片加工过程中出现问题,通过FIB可以快速定点的进行分析缺陷原因,改善工艺流程,FIB系统已经成为现代集成电路工艺线上不可缺少的设备。芯片修补与线路编辑 在IC设计中,需要对成型的集成电路的设计更改进行验证、优化和调试。当发现问题后,需要将这些缺陷部位进行修复。目前的集成电路制程不断缩小。线路层数也在不断增加。运用FIB的溅射功能,可将某一处的连线断开,或利用其沉积功能,可将某处原来不相连的部分连接起来,从而改变电路连线走向,可查找、诊断电路的错误,且可直接在芯片上修正这些错误,降低研发成本,加速研发进程,因为其省去了原形制备和掩模变更的时间和费用。微纳结构制备 FIB系统无需掩膜版,可以直接刻出或者在GIS系统下沉积出所需图形,利用FIB系统已经可以制备微纳米尺度的复杂的功能性结构,包括纳米量子电子器件,亚波长光学结构,表面等离激元器件,光子晶体结构等。通过合理的方法不仅可以实现二维平面图形结构,甚至可以实现复杂三维结构图形的制备。三维重构分析 使用FIB对材料进行三维重构的3D成像分析也是近年来增长速度飞快的领域。此方法多用于材料科学、地质学、生命科学等学科。三维重构分析目的主要是依靠软件控制FIB逐层切割和SEM成像交替进行,最后通过软件进行三维重构。FIB三维重构技术与EDS有效结合使得研究人员能够在三维空间对材料的结构形貌以及成分等信息进行表征;和EBSD结合可对多晶体材料进行空间状态下的结构、取向、晶粒形貌、大小、分布等信息进行表征原子探针样品制备原子探针( AP) 可以用来做三维成像( Atom Probe Tomography,APT) ,也可以定量分析样品在纳米尺度下的化学成分。要实现这一应用的一个重要条件就是要制备一个大高宽比、锐利的探针,针尖的尺寸要控制在100 nm 左右。对原子探针样品的制备要求与TEM 薄片样品很接近方法也类似。首先选取感兴趣的取样位置,在两边挖V 型槽,将底部切开后,再用纳米机械手将样品取出。转移到固定样品支座上,用Pt 焊接并从大块样品切断。连续从外到内切除外围部分形成尖锐的针尖。最后将样品用离子束低电压进行最终抛光,消除非晶层,和离子注入较多的区域。离子注入离子束注入改性研究也是FIB加工的一个基础性研究课题。例如采用高能离子束轰击单晶硅表面,当注入量充分的时候,离子轰击将在样品表层引入空位、非晶化等离子轰击损伤。在此过程中注入离子与材料内部有序排列的Si 原子发生碰撞并产生能量传递,使得原本呈有序排列的Si 原子无序化,在表面下形成一层非晶层。注入的离子在碰撞过程中失去能量,最终停留在距离表面一定深度的区域。光刻掩膜版修复在普通光学光刻中,掩膜版是图形的起源,但是经过长时间使用,掩膜版上的图形会出现损伤,造成光刻后的图形缺陷,掩膜版造价高,如果因为掩膜版上一个小的图形缺陷造成整个掩膜版的失效,重新制备掩膜版,成本高。利用FIB系统可以定点修复掩膜版的缺陷,方法简单,操作简单迅速。在透光区域的缺陷修复可以使用离子沉积,选择沉积C作为掩膜版的修复材料;在遮光区域的缺陷修复使用离子溅射,刻蚀掉遮光缺陷。不过使用FIB修复掩膜版最大的问题是会造成Ga离子污染,改变玻璃透光率造成残余缺陷,这点可以用RIE结合清洗的方法将有Ga离子注入的表层玻璃刻蚀去除,恢复玻璃透光率。
  • 英国肖氏露点仪公司关于玻璃制造过程保护性气体露点测量
    ?英国肖氏shaw露点仪公司关于玻璃制造过程保护性气体露点测量 在平板玻璃制造过程中,熔融玻璃对水分很敏感。一般而言玻璃在保护性气层下成形,而气层中的含水量得到严格的监测。玻璃质量要求越高,监测湿度就变得越重要。 主要产品:SADP露点仪|在线露点仪| 肖氏露点传感器|肖氏露点仪|顶空分析仪|药品残氧仪|压缩空气露点仪|Mocon透氧仪|膜康透湿仪|露点测量通常是在高温和有挥发性化学物质蒸汽等苛刻的工况条件下进行。由于肖氏露点仪的露点传感器设计独特,因此它不会受到在该过程中产生的绝大多数化学污染物和废气的影响英国肖氏露点仪公司关于玻璃制造过程保护性气体露点测量。英国肖氏在线露点仪SUPER-DEW3专门为玻璃露点而生 SUPER-DEW3超级露点仪结构紧凑, 适合于台式或面板安装, 用于干燥空气、煤气或O.E.M.干燥设备及其它气体的湿度检测。英国肖氏SADP露点仪是全球露点仪占有率较高的生产厂家,英肖仪器仪表(上海)有限公司是英国SHAW露点仪总代理SUPER-DEW3在线露点仪的详细介绍SUPER-DEW31. 量程可选如下:` SUPER-DEW3 -R 红点(R): -80~-20℃。英国肖氏露点仪公司关于玻璃制造过程保护性气体露点测量 SUPER-DEW3 -P 紫点(P): -100~0℃ SUPER-DEW3 -G 灰点(G): -80~0℃ SUPER-DEW3 -Y 黄点(Y): -60~0℃SUPER-DEW3 -RS 银点(S): -110~-20℃2、特性: ★ 在线测定各种气体的露点温度★ 干燥气体时的保证精度为1PPM★ 室内空气中一分钟自动校准★ 大型背光式液晶数字显示★ 标准的4~20MA或0~1V信号输出技术参数二次表:(SuperDew)★ 显示精度:1%★ 安装类型:面板安装, 开口尺寸:135mmx66mmx175mm(深)★ 显示:3 1/2位带背光的数字显示★ 供电:220V AC @50Hz★ 输出:4-20mA标准信号输出, 两路继电器高低报警输出240V @3A★ 校准:在空气中自动校准★ 可任意调节的高低报警输出英国肖氏露点仪公司关于玻璃制造过程保护性气体露点测量★ 传感器到仪表之间的距离可达1千米★ ISO 9002质量控制★ 可选量程:-100℃~0℃/-80℃~0℃3.测量精度:+/-3℃4.样气压力:1~30psi,本传感器可耐压到200Bar5.样气流量:1~5升/分钟,建议1升/分钟6.气路连接:1/4”或 1/8”卡套接头7.防 爆:传感器本安防爆,增加隔离栅选件可组成防爆检测系统
  • 珠海酒店大爆炸:没有“神器”傍身请远离事故现场!
    #珠海一酒店附近发生爆炸#9月11日9时左右,广东珠海市斗门区白藤头一酒店附近发生煤气爆炸,当地消防已经出动4个中队,11辆消防车,55名消防员前往救援,据了解,有3名群众在事件中受伤,其中2名轻伤、1名烧伤(伤势待确认),受伤人员已由120送附近医院救治,已无人员受困。通过了解现场的视频可知事故发生了二次爆炸,围观人群受到了波及小菲在此提醒大家为了自身安全和方便消防员救援事故现场应抓紧撤离不要围观!不要围观!不要围观!消防员们经过专业的训练,配备高科技专业工具才可以在火灾现场“逆行”今天,小菲就来揭秘下消防员们的“战斗神器”——FLIR K系列红外热像仪消防工具需要满足苛刻的工作环境,FLIR K系列红外热像仪专为消防员在工作中遇到的极端高温和浓烟环境设计,在明亮的LCD上显示更清晰热图像,能够轻松地穿过火灾并且做出决策。今天,小菲就给大家详细介绍下FLIR K系列“大家族”!FLIR K65超高标准FLIR K65是一款功能丰富的高级红外热像仪,是有严格NFPA® 合规要求的用户的理想选择。FLIR K65配有全密封式连接器和安全电池,旨在完全符合涵盖热像仪易用性、图像质量和耐久性的NFPA 1801-2018消防标准,并且本产品为本安型防爆产品。FLIR K55高清画面FLIR K55有助于您更有策略地灭火,更轻松地穿过烟雾,挽救生命。FLIR K55配有一块明亮的液晶显示屏,能显示清晰的热图像,有助于您更好地导航并加速作出关键决策。FLIR K55配备一台320×240像素的红外传感器,采用FSX(灵活场景增强)技术,能以60Hz帧频生成细节丰富且与实际动作同步的热视频。FLIR K45穿透黑暗、浓烟FLIR K45能在黑暗、烟雾滚滚的环境中为消防员提供清晰视图。它配有一块明亮的4”屏幕,能显示240×180像素的清晰热图像,有助于消防员轻松导航,作出准确决策,更快找到受害者。此外,FLIR K45的FSX技术,能在热图像中强化突出结构信息。FLIR K53/33优质视角FLIR K53/33拥有出色的清晰度和可靠的性能,有助于消防员在浓烟滚滚的环境中快速且安全地开展作业。FLIR K53/33具有更优视角与定位,使消防员能获得更出色的环境感知力,增强消防员的信心与安全感。FLIR K53/33无需任何附加设备便能提供高质量的红外图像。FLIR K2坚固耐用FLIR致力于让高品质红外热像仪成为消防队中每一位消防人员的标配。FLIR K2虽价格经济实惠,但是却性能可靠、坚固耐用,使梦想终成现实。FLIR K2拥有诸多特性,例如采用多波段动态成像(MSX® )技术,配备易于使用的按钮,能在高达500℃温度下正常运行——性价比超高,有助于挽救生命、保护财产和确保消防员安全。FLIR K1消防员的另一双眼睛FLIR K1是一款坚固耐用的口袋热像仪,可作为火灾现场一双额外的眼睛,使消防指挥员、官员和检查员能够在完全黑暗的条件下,透过烟雾快速完成360°全方位评估。FLIR K1采用明亮的一体式手电照亮现场,帮助用户更有效地指挥和管理消防队员。它还能显示160×120像素的红外图像,帮助用户增加肉眼无法实现的态势感知能力。FLIR KF6云梯专用FLIR KF6是专为云梯应用而设计的热像仪。KF6红外热像仪可安装于直杆末端或梯斗上,为消防员提供屋顶或其它高架结构的高角度热视野,帮助他们了解浓烟中的形势,更高效地定位最热区域,更具战略性地指导消防救援。通过实践可知,红外热像仪在消防工作中具有不可替代的优势,不仅在火灾的扑救过程中,热像仪可用于确定火灾中心位置、燃烧程度和蔓延情况,还利用红外光可以穿透热烟雾的特点,用红外热像仪显示不同的温度分布图,可使消防人员快速发现被困人员,为营救赢得宝贵时间等。“最美逆行”的消防战士保卫了人民的生命财产安全而我们既没有专业设备,也不曾经过训练所以还是远离事故现场,珍爱生命吧~FLIR一直致力于热像技术的开发与创新
  • 中科光电参加2016中国(河北)国际环境保护产业博览会
    2016年8月24日,由河北省环境保护产业协会主办的《2016中国(河北)国际环境保护产业博览会》在石家庄雷驰国际会展中心隆重开幕。参加并出席此次会议开幕式的有环保部对外合作中心主任陈亮、河北省环保产业协会常务副会长杨晓龙、河北省环保产业协会副会长王鲁、河北省环保产业协会副会长兼秘书长兰国谦等,以及各企业代表。无锡中科光电技术有限公司(以下简称中科光电)作为重要受邀参展商之一,参加了此次展会。 环保部陈亮主任致词技术人员现场讲解展会当天,中科光电与会人员对大气复合污染(灰霾)立体监测的主要产品及源解析解决方案等进行现场讲解,获得参观人员的一致好评。 此外,与会人员还向参观人员演示了大气颗粒物监测激光雷达、大气臭氧探测激光雷达等产品的监测过程。技术人员现场演示作为环境保护事业的积极倡导者和坚定实践者,中科光电始终肩负着监测大气环境污染的重要使命,这一信念也成为中科光电不断开发创新各类监测产品和技术的重要推动力。
  • 环境保护是社会利益触发点
    张世秋   在北京大学环境科学与工程学院教授张世秋看来,环境保护已成为社会利益冲突重要的触发点,环境问题的解决和整个机制、利益调整政策的制定是分不开的。因此,需要政府通过恰当的制度安排和政策手段调整利益机制,使得利益冲突能够缓解。   《中国科学报》:我国经济长期高速增长,对环境的压力具体表现在哪些方面?   张世秋:中国仅仅用三四十年的时间就走完了发达国家用二三百年时间才走过的工业化进程,各类环境问题集中爆发,对资源基础和环境质量带来巨大压力。   首先,污染物排放巨大,在二氧化硫等几类主要污染物方面,中国是全球最大的排放国 其次,虽然与工业生产相关的污染排放受到了一定的监督和管理,但农村面源污染以及与民众消费相关的污染排放持续增加,对基于工业污染控制的中国环境管理体制和政策体系提出了严峻的调整 第三,虽然中国有效控制了包括二氧化硫等常规污染物的排放和污染问题,但各类不被民众熟知或者不被重视的“新型”污染问题持续出现,比如PM2.5以及近地面臭氧超标问题等 第四,虽然污染物排放量得到一定的控制,但环境质量依然堪忧,比如城市空气质量、河流的水质以及与民众生活质量密切相关的食品安全等问题依然突出。   尽管中国环境形势严峻,但同时必须看到,环境保护工作还是取得了很大成效。比如,2010年前,我国很多地方经济基本是以两位数的年增长率在增加,但是污染物排放并未等比增加。   《中国科学报》:未来在控制环境污染问题上,我们应重点关注哪些方面?   张世秋:首先,政府行为(包括决策行为)、企业行为以及消费者的消费行为均与未来环境整体形势的转变密切相关。三大类不同主体的行为改进都是必要的,在践行生态文明、实现社会—经济—环境—生态共赢方面,需要发挥政府、企业和公众三方相互制衡、相互激励的正向促进关系,并借此积累中国长期发展的社会资本。其中,政府做好角色定位,致力于建设良好的制度环境、进行政策引导尤为重要。对于我国政府来说,如何善用公共权利,致力于构建一个高效的、公平竞争的市场环境,是一项长期的、艰巨的任务。   其次,我们一直在鼓励科技创新、努力建设创新型国家,但我们在自主创新方面还有很大差距。技术自主创新是一个杠杆,只有通过它作用于生产消费过程,才能降低排放量、改变能源效率。是否有技术创新原动力、是否有技术创新的制度环境是一直争论和讨论的议题。   第三,我国幅员辽阔人口众多,发展极不均衡。令人担心的是,在这样一个发展极不均衡的地域之间,能否避免污染从发达地区向落后地区转移等类似问题在很多国家中都有发生,中国能否控制这样的趋势是一个挑战。   第四,中国依然有众多贫困人口,这些人恰恰生活在生态脆弱区,从社会发展的角度看,这些贫困群体有权享受基本和具有质量的物质生活权利。在这方面,急需设计并实施具有环境公平和社会公平的政策手段,包括政府的财政转移支付。   第五,增长方式和经济结构需要调整,在全社会已经形成共识。但是形成共识与能够实现中间需要有恰当的手段来推动,比如,可再生能源作为清洁能源,由于它的成本相对较高,如何让绿色经济组分在市场上具有竞争力,就需要我们通过比如对环境有害的产品进行课税等市场信号和政策信号,避免市场的逆淘汰 中国应尽快在“税收中性”原则下制定和实施环境和资源税收政策,也就是说,不增加整体税负水平,增收环境税但降低其他税收水平。   《中国科学报》:人们一直有这样的担心,如果加大力度保护环境,势必会影响经济发展速度,资源、环境的保护会影响就业、收入的增加。对此您怎么看?   张世秋:这其实是一个把环境保护看做收益还是成本的问题。保护环境是否影响经济发展速度,各方面有很多不同看法。   由于保护环境需要限制一些污染企业的安家落户,在短期内可能会影响到本地经济增长的速度,也许会因为要求污染企业上一些治理措施增加了企业污染控制成本或生产成本。   但从社会整体看,环境保护到底是收益还是成本,取决于是在微观层面上看还是在宏观层面上看,从短期评估还是从长期评估。或许今天投资的污染行业可能确实带动经济总量的增加,但是未来或者我们的后代都将为当初排放的污染付出更大的代价,包括更高成本的减排、环境质量的改进以及因人体健康影响而带来的个人和公共开支的增加等。   因此,中国要在如何保护环境和经济增长之间寻找恰当的平衡点。“经济发展速度放慢,则会导致社会的不稳定”可以作为一个命题,同时,另外的命题也同样成立,即环境质量恶化实际上也在影响着社会的稳定。   对于决策者以及每一位公民而言,必须在一个更为公开开放的平台上去讨论:我们到底是要牺牲一点现在经济增长速度让我们的未来,包括我们的子孙后代不要为我们今天的行为付出代价,还是现在保证了经济发展和增长速度,然后让后代包括我们的未来承担今天所有的成本。   环境问题的解决和整个机制、利益调整政策的制定是分不开的。除了我刚才说的保护环境是成本还是收益的问题,还应该更深入讨论谁在经济增长中获益了,谁从环境破坏当中受损了。对不同利益群体所受到利益影响机制的研究和讨论有助于对社会紧张焦灼的利益冲突关系的认识和解决。   我们到底该不该保护环境?我们所看到的都是显性的环境保护投资影响了经济增长,可是有谁真正关心过现行经济增长方式产生的环境污染给社会和经济带来的影响有多大?   1997年世界银行对中国水和气污染带来的社会经济损失作了一个分析,1997年因水和大气这两项污染带来的损失大概占当年GDP的7%左右 2004年环保部作过一个研究,估算了中国经济增长的环境成本大概占GDP的3%左右。从这个角度去讨论大力度保护环境是否影响经济速度或经济总量,是不是得到了另外的一种解释?   环境保护虽然影响了某些企业的发展,比如某些特定的环境政策对特定行业、特定企业的就业产生影响,但从另外的角度讲,环境保护实际上也在创造新的就业机会,这也是收入增加的新的来源。   比如有些清洁技术发展本身也在创造就业,国际上有很多这样的例子。2010年,联合国发布了一个报告,要在全球范围内推行绿色新政,以扭转环境污染问题,并通过绿色新政应对经济危机和金融危机带来的经济衰退。该报告认为,绿色清洁技术的发展首先有助于提高就业机会 其次,创造了新的收入来源 第三,会在全球领域推动技术的创新和技术的进步 第四,绿色新政本身必然会带来整个经济结构和产业结构的较大调整。   上述这些都会有助于转变很多人认为的环境保护一定会影响经济的传统观念,这样一个特别的结论给出了一个注脚,即只要政策或战略制定得恰当就不会影响经济的增长,它事实上也将成为推动经济增长的一个动力。   《中国科学报》:为实现经济发展与环境保护的双赢,科技应扮演什么样的角色?发挥怎样的作用?   张世秋:科技在经济增长环境保护中的作用体现在两个方面。基础研究方面,即对规律性问题的认识,包括污染物、资源消耗,另外也包括强调对社会运作关系、主体行为变化这样一些机理性的研究。   其次,技术创新方面,学术界的历史使命包括增进人们对世界本身的认识,提供知识改进社会认知,这是学术界当仁不让的一个基本责任和任务。   以我的观察,中国发展如此之快速,环境与发展、环境与经济、环境与社会之间的关系如此复杂,在世界上是少见的甚至是没有的。在这方面,科技界、学术界每一个知识的积累和认识的深入都在影响着最终的决策和最终的技术走向。   涉及到具体的技术,中国科技界对技术创新的需求是非常巨大的,中国的科研投入也在持续增加,在技术当中有几方面问题在未来应不断去改进:   一是我们怎样构建良好的技术创新机制,推动技术研发孵化到产业化的过程 二是在强调自主创新的同时,还要兼顾技术如何服务于产业发展和社会进步的需要。   在技术方面,目前虽然在高校、学术界、企业等产学研三方关系上已经有了很多实践,在未来还应该花更多的精力推动大学和学术界研究成果的产业化过程。如何更多地面向社会需求和社会进步有针对性地研发新技术,将成为科技界新的挑战。
  • 权威解读《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》
    p   据中国之声《新闻纵横》报道,经党中央、国务院同意,河北省委、省政府近日正式印发《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》。党中央、国务院高度重视白洋淀生态环境治理和保护工作,习近平总书记先后做出一系列重要讲话和批示指示。2017年2月23日,习近平总书记在实地考察雄安新区时强调,建设雄安新区,一定要把白洋淀修复好、保护好。总书记的重要指示,为白洋淀生态环境治理和保护指明了方向,提供了根本遵循。 /p p   为全面贯彻落实习近平总书记重要讲话精神,坚决做好白洋淀生态环境治理和保护工作,由中国科学院生态环境研究中心牵头,组织国内水利、环境保护等多个领域的研究机构共同编制了《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》,提出白洋淀生态环境治理和保护的基本方向、路径和具体措施。 /p p   广袤的华北平原,白洋淀是这里最大的淡水湿地系统,素有“华北明珠”“华北之肾”的美誉。2017年4月1日,中共中央、国务院决定设立河北雄安新区的消息发布。雄安新区将白洋淀囊括其中。习近平总书记对白洋淀生态环境治理和保护工作非常重视,在2017年2月23日视察雄安新区时明确指出“既要利用白洋淀自然生态优势,又要坚决做好白洋淀生态环境保护工作”“不能因城废淀”。 /p p   中国工程院院士、中科院生态环境研究中心研究员曲久辉表示,白洋淀是雄安新区建设的重要基础,没有白洋淀,就不会有雄安新区。《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》一共分为九章,以淀兴城、城淀共荣的理念贯穿其中。曲久辉说:“治好白洋淀是为了保障新区的建设和发展。新区的建设和发展,反过来也会支撑和要求白洋淀有更好的质量,提升白洋淀的生态修复和环境改善的能力和水平,所以它们是相辅相成的关系。” /p p   曲久辉介绍,水资源不足、水污染较重以及淀泊生态环境破碎已经严重影响白洋淀“华北之肾”功能的发挥。对此,《规划》中,把生态空间管控放在了首位。未来,会形成一个“一淀、三带、九片、多廊”的生态格局。 /p p   中国科学院生态环境研究中心研究员单保庆表示,根据《规划》,按照不同的空间管控要求,实施不同的生态环境管控层次,分为一级、二级、三级等。一级生态空间区域里,对流域污染物排放限控要求相当高,明确实施负面清单管理,把人类活动带来的干扰降到最低。针对新区及上游流域工业产业结构布局进行调整优化。 /p p   中国科学院生态环境研究中心助理研究员赵钰进一步指出,当前,治理白洋淀现有污染是最为迫切的工作之一。而在生态空间管控的理念下,流域治理这一国际成熟经验也将在白洋淀的治理保护中重点实施,府河、孝义河、唐河等8条入淀河流与白洋淀被视为一个整体的水生态系统,统筹考虑,采取控源截污、清理河道等治污措施。 /p p   赵钰介绍说:“白洋淀的规划有三个圈层,一个是环淀区域,包括白洋淀及其周边,约600平方公里 第二个圈层是新区 第三个圈层是大清河流域白洋淀上游河北的部分,约3万平方公里。所以在白洋淀生态环境治理和保护规划过程中,不是就淀而治淀,而是流域统筹。” /p p   单保庆告诉记者,中国的流域治理普遍存在一个问题,那就是湖泊的水质标准和河流的水质标准不衔接,河流的水质标准和城镇区域的污水厂尾水排放标准不衔接,导致流域治理成为“纸上谈兵”。而根据《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》,白洋淀的流域治理将逐步建立流域水质目标管理,确保《规划》落地。单保庆透露:“白洋淀将来会制定一套流域的排放标准,比如工业,不同行业,城镇污水厂,目前河北省已经在展开这方面的工作了。第二个是流域水环境标准,甚至还有一些其他方面的生态环境的监测标准都在制定。” /p p   相比于流域治理,白洋淀淀区内的治污工作着手更早一些。雄安新区设立以来,全区范围内606个纳污坑塘已全部治理完毕,清渔、清围工作正在进行。随着《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》的出台,淀区治污步伐势必加快。 /p p   根据《规划》,未来几年,白洋淀淀区部分纯水村将实施有序搬迁。单保庆介绍,目前白洋淀淀区有40个纯水村,户籍人口达到九万多人。目前影响白洋淀水质的有四个关键指标,分别是COD、氨氮、总氮和总磷。其中50%以上的COD、总磷来自淀边村和纯水村的生活污水、垃圾、水产养殖等。单保庆指出:“在当前情况之下,白洋淀淀区承载不了这么多村落,也承载不了这么多人口,它需要有一个合适的容量。不解决白洋淀的村落问题,显然无法恢复白洋淀一个良好的生态系统。至少水污染控制不了,或者说不能完全控制到位。” /p p   那么,纯水村搬迁工作如何有序推进呢?根据《规划》,按照淀区环境整治和生态修复要求,分批有序实施外迁。中国工程院院士、中科院生态环境研究中心研究员曲久辉表示,相关工作要做到急缓有度:“腾挪出的生态空间可以恢复。对淀区的污染源减少有比较大的贡献。还会留下一些村庄,这些村庄也有一些历史的遗迹,要把它保存下来,要制定严格的环境管理要求,把环境污染源控制住,阻断污染源。” /p p   据了解,在人类生产生活和交通方式的影响下,白洋淀生态空间破碎严重。白洋淀历史上有143个淀泊,而现在只有不到40个,严重制约了白洋淀生态功能。根据《规划》,在治污的同时,淀区生态修复工作也会很快展开。 /p p   赵钰介绍,除了治污和修复生态,这部最新出台的《规划》还明确了未来保护与利用白洋淀的相关政策、法规及保障机制。其中,《规划》提出将建立天地一体、功能完善、智能化的生态环境监测网络,为精细化管理提供依据。同时,建设流域生态环境大数据、云计算系统,搭建流域生态环境智能化管理平台,实现生态环境智能管理平台与新区智能城市管理平台的互联互通。 /p p   根据《规划》,到2020年,白洋淀环境综合治理和生态修复取得明显进展 2022年,白洋淀环境综合治理取得显著进展,生态环境质量初步恢复 2035年,白洋淀综合治理全面完成,淀区正常水位保持在6.5-7米,淀区面积稳定在360平方公里,淀区水质达到国家地表水环境质量三到四类标准。 /p p   曲久辉表示,有些工作现在已经开始,并且进展很快。根据工作安排,白洋淀上游八条河流,府河和孝义河会优先治理。淀区内,白洋淀北部、靠近起步区的水域,会优先治理。如今,《白洋淀生态环境治理和保护规划(2018-2035年)》出台后,治理行动的推进,会比想象的要快。但是总体目标的达成,可能会比想象中慢一些。曲久辉说:“我们现在有近期目标、中期目标与远期目标。生态系统的恢复不仅需要时间,还需要我们做很多事情,包括水量的问题、水质问题、生态空间的问题,同时它又需要我们耐心的呵护和保护,还需要做长期的保育。生态系统的恢复和自然过程的延替,我们遵循这样的规律,不可能一蹴而就。” /p
  • 专家约稿|压电力显微术的基本技术原理与使用注意事项
    原子力显微术(AFM)作为一种表征手段,已成功应用于研究各个领域的表面结构和性质。随着人们对多功能和更高精度的需求,原子力显微技术得到了快速发展。目前,原子力显微镜针对不同的研究对象,搭配特定的应用功能模块可以研究材料的力学、电学以及磁学等特性。其中压电力显微术(PFM)已被广泛应用于研究压电材料中的压电性和铁电性。1. 压电材料与铁电材料压电材料具有压电效应,从宏观角度来看,是机械能与电能的相互转换的实现。当对压电材料施加外力时,内部产生极化现象,表面两侧表现出相反的电荷,此过程将机械能转化为电能,为正压电效应。与之相反,若给压电材料的施加电场,材料会产生膨胀或收缩的形变,此过程将电能转化为机械能,为逆压电效应。铁电材料同时具备铁电性和压电性。铁电性指在一定温度范围内材料会产生自发极化。铁电体晶格中的正负电荷中心不重合,没有外加电场时也具有电偶极矩,并且其自发极化可以在外电场作用下改变方向。并非所有的压电材料都具有铁电性,例如压电薄膜 ZnO。压电铁电材料广泛应用于压电制动器、压电传感器系统等各个领域,与我们的生活息息相关,还应用于具有原子分辨率的科学仪器技术,例如在原子力显微镜中扫描的精度在很大程度上取决于内部压电陶瓷管扫描器的性能。2. PFM工作原理原子力显微镜是一种表面表征工具,通过检测针尖与样品间不同的相互作用力来研究样品表面的不同结构和性质。针尖由悬臂固定,激光打在悬臂的背面反射到位置敏感光电二极管上,由于针尖样品间作用力发生变化会使悬臂产生相应的形变,激光光束的位置会有所偏移,通过检测光斑的变化可获得样品的表面形貌信息。 图1 压电力显微术工作原理PFM测量中导电针尖与样品表面接触,样品需提前转移到导电衬底上,施加电压时可在针尖在样品间形成垂直电场。为检测样品的压电响应,在两者之间施加AC交流电场,由于逆压电效应,样品会出现周期性的形变。当施加电场与样品的极化方向相同时,样品会产生膨胀,反之,当施加电场与样品的极化方向相反时,样品会收缩。由于样品与针尖接触,悬臂会随着样品表面周期性振荡发生形变,悬臂挠度的变化量与样品电畴的膨胀或收缩量直接相关,被AFM锁相放大器提取,获得样品的压电响应信号。3. PFM的测量模式图2 压电力显微术的三种测量模式PFM目前有三种测量模式,分别为常规的压电力显微术、接触共振压电力显微术和双频共振追踪压电力显微术。常规的压电力显微术在测量过程中针尖的振动频率远小于其自由共振频率,将其称为Off-resonance PFM。这种模式得到的压电信号通常较小,一般需要施加更高的电压,通常薄层材料的矫顽场较小,有可能会改变样品本身的极性,不利于薄层材料压电响应的测量,存在一定的局限性。此时获得的振幅值正比于压电系数,利用针尖的灵敏度可直接将振幅得到的PFM 信号转换为样品的表面位移信息,获得材料的压电系数。接触共振的压电力显微术测量称其为contact-resonance PFM,可以有效放大信号,针尖的振动频率为针尖与样品接触时的接触共振频率,一般是针尖自由共振频率的3-5倍。此时无需施加很高的外场就能得到较强的PFM信号,不会改变样品的极化方向。此时测得 PFM 压电响应信号比常规FPM测量的响应信号幅值放大了 Q 倍(Q为共振峰品质因子),计算压电系数时需考虑放大的倍数。但此技术也存在一定的局限性,针尖的接触共振频率是在某一位置获得的,接触共振频率取决于此位置的局部刚度。在扫描的过程中,针尖与样品之间的接触面积会发生变化,引起接触共振频率的变化,若以单一的接触共振频率为针尖的振动频率会使得信号不稳定,测得的振幅信号在共振频率处放大,其余地方信号较弱,极大的影响压电系数的定量分析,得到与理论值不符的压电系数。与此同时PFM信号易与形貌信号耦合,产生串扰。双频共振追踪压电力显微术(DART-PFM)可以有效避免压电信号与形貌的串扰。在这项技术中,通过两个锁相放大器分别给针尖施加在接触共振峰两侧同一振幅位置的频率,当接触共振频率变化时,振幅会随之变化,锁相放大器中的反馈系统会通过调节激励频率消除振幅的变化,由此获得清晰的形貌和压电信号。此时在量化压电系数时需要额外的校准步骤确定振幅转化为距离单位的值,目前一般是通过三维简谐振动模型去校准修订得到压电材料的压电系数。 4. PFM的表征与应用PFM测量中可获得样品的振幅和相位图。图中相位的对比度反映样品相对于垂直电场的极化方向,振幅信息显示极化的大小以及畴壁的位置。一般来说,材料的压电响应是矢量,具有三维空间分布,可分为平行和垂直于施加外场的两个分量。图3 BFO样品的PFM表征图[1]若样品只存在与电场方向平行的极化响应,PFM所获得的振幅和相位信息可直接反映样品形变的大小和方向,若样品畴极化方向与外加电场相同,相位φ=0;若样品畴极化方向与外加电场相反,则相位φ=180°。此时垂直方向的压电响应常数可直接由获得的振幅与施加的外场计算出来,在共振频率下可以定量测量。值得说明的是,PFM获得的压电响应常数很难与块体材料相比较,因为样品在纳米尺度的性质会与块体材料有显著的不同。若样品具有平行和垂直于电场的压电响应,在施加电场时,样品的形变出现面内和面外两个方向。利用Vector PFM可以同时获得悬臂的垂直和横向位移,可以将得到的信号矢量叠加,获得样品的三维PFM图像。压电力显微术不仅可以成像,还能用于研究铁电材料的电滞回线,并且可以对铁电材料进行写畴。铁电材料的相位和振幅与施加的电压呈函数关系,测得的电滞回线和蝴蝶曲线可以用于判断铁电材料的矫顽场,矫顽场是铁电材料发生畴极化反转时的外加电压。一般的电滞回线的获取需要施加大于±10V的直流偏压,但值得注意的是较高的直流电压会增加针尖与样品间的静电力贡献,静电力信号有可能超过压电响应信号,从而掩盖畴极化反转信号。图4 SS-PFM的工作原理图开关谱学压电力显微术(SS-PFM)可以有效减小静电力的影响,原理如图4所示与普通PFM在测量电滞回线时线性施加DC电压的方式不同,SS-PFM将DC电压以脉冲的形式初步增加或减小,每隔一定的时间开启和关闭DC电压,并且持续施加AC交流电。其中DC用于改变样品的极化,AC交流电用于记录DC电压接通和关闭时的压电信号。图为研究二维异质材料MoS2/WS2压电性能时利用SS-PFM测得的材料特性曲线。 图5 二维异质材料MoS2/WS2的材料特性曲线[2]铁电材料与普通压电材料最大不同是在没有外加电场时也具有电偶极矩,并且其自发极化可以在外电场作用下改变方向,因此可利用是否能够写畴来区分铁电材料。知道压电材料的矫顽场之后可以对样品进行局部极化样品进行写畴,畴区可以自定义,正方形、周期阵列型或者更加复杂的图案。最简单的写畴是先选择一10×10μm正方形区域,其中6×6μm区域施加正偏压,4×4μ区域施加负偏压,获得回字形写畴区域,在相位图中可以清晰的看到所写畴区。图6 Si掺杂HfO2样品的回字形写畴区域[3]5. 注意事项在PFM测量中首先要保证在样品处于电场之中,在样品的前期准备时需将样品转移至导电衬底,并确定针尖和放置样品的底座可以施加电信号,此时才能保证施加电压时在针尖在样品间具有垂直电场。在PFM测量中静电效应的影响也不容忽略,导电针尖电压的电荷注入可诱导静电效应并影响材料的压电响应,导致PFM振幅和相位信息与特性曲线失真。尽管静电效应在 PFM 测试中无可避免,但可以使用弹簧常数较大的探针或者施加直流偏压来尽量减小其中的静电影响。此外针尖的磨损也会极大的影响PFM测量。由于针尖与样品间相互接触,加载力不宜过高,过高会损坏样品表面,保持恒定适中的加载力。此外使用较软的针尖在扫描过程中可以保护针尖不受磨损,并且保护样品。PFM测量中常用的针尖为PtSi涂层的导电针尖,以获得较稳定的PFM信号。参考文献[1] HERMES I M, STOMP R. Stabilizing the piezoresponse for accurate and crosstalk-free ferroelectric domain characterization via dual frequency resonance tracking, F, 2020 [C].[2] LV JIN W. Ferroelectricity in untwisted heterobilayers of transition metal dichalcogenides [J]. Science (New York, NY), 2022, 376: 973-8.[3] MARTIN D, MüLLER J, SCHENK T, et al. Ferroelectricity in Si-doped HfO2 revealed: a binary lead-free ferroelectric [J]. Adv Mater, 2014, 26(48): 8198-202.作者简介米烁:中国人民大学物理学系在读博士研究生,专业为凝聚态物理,主要研究方向为低维功能材料的原子力探针显微学研究。程志海:中国人民大学物理学系教授,博士生导师。2007年,在中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室,获凝聚态物理博士学位。2011年-2017年,在国家纳米科学中心纳米标准与检测重点实验室,任副研究员/研究员。曾获中国科学院“引进杰出技术人才计划”和首届“卓越青年科学家”、卢嘉锡青年人才奖等。目前,主要工作集中在先进原子力探针显微技术及其在低维量子材料与表界面物理等领域的应用基础研究。
  • 热重分析仪原理简介
    p   热重分析是在程序控温和一定气氛下,测量试样的质量与温度或时间关系的技术。使用这种技术测量的仪器就是热重分析仪(Thermogravimetric analyzer-TGA),热重分析仪也被称为热天平。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪基本结构 /strong /span /p p   热重分析仪的主要部件有热天平、加热炉、程序控温系统、气氛控制系统。 /p p strong 热天平 /strong /p p   热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来。通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温(或恒温),当被测试样发生质量变化,光电传感器能将质量变化转化为直流电信号。此信号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比(即可转变为样品的质量变化)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d515a402-1f0a-4ba4-a12b-725e7f252d60.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p   热天平结构图如图所示。电压式微量热天平采用的是差动变压器法,即零位法。用光学方法测定天平梁的倾斜度,以此信号调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,线圈转动恢复天平梁的倾斜。另一解释为:当被测物发生质量变化时,光传感器能将质量变化转化为直流电信号,此信号经测重放大器放大后反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比,即样品的质量变化可转变电压信号。 /p p   TGA有三种热天平结构设计:上置式(上皿式)设计—天平置于测试炉体下方,试样支架垂直托起试样坩埚 悬挂式(下皿式)设计—天平位于测试炉体上方,坩埚置于下垂支架上 水平式设计—天平与测试炉体处于同一水平面,坩埚支架水平插入炉体。 /p p   天平与炉体间须采取结构性措施防止天平受到来自炉体热辐射和腐蚀性物质的影响。 /p p   天平的主要性能指标有分辨率和量程。根据分辨率不同可分为半微量天平(10μg)、微量天平(1μg)和超微量天平(0.1μg)。 /p p   物体的质量是物体中物质量的量度,而物体的重量是质量乘以重力加速度所得的力,TGA测量的是转换成质量的力。由于气体的密度会随炉体温度的变化而变化,需要对测试过程中试样、坩埚及支架受到的浮力进行修正。可采用相同的测试程序进行空白样测试以得到空白曲线,再由试样测试曲线减去空白曲线即可进行浮力修正。 /p p strong 加热炉 /strong /p p   炉体包括炉管、炉盖、炉体加热器和隔离护套。炉体加热器位于炉管表面的凹槽中。炉管的内径根据炉子的类型而有所不同。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08fe3180-30d2-44d5-9bb8-da75c8e8d5a6.jpg" title=" 炉体结构图.png" / /p p style=" text-align: center " strong 炉体结构图 /strong /p p   1-气体出口活塞,石英玻璃 2-前部护套,氧化铝 3-压缩弹簧,不锈钢 4-后部护套,氧化铝 5-炉盖,氧化铝 6-样品盘,铂/铑 7-炉温传感器,R型热电偶 8-样品温度传感器,R型热电偶 9-冷却循环连接夹套,镀镍黄铜 10-炉体法兰冷却连接,镀镍黄铜 11-炉休法兰,加工过的铝 12-转向齿条,不锈钢 13-收集盘,加工过的铝 14-开启样品室的炉子马达 15-真空和吹扫气体入口,不锈钢 16.保护性气体入口,不锈钢 17-用螺丝调节的夹子,铝 18-冷却夹套,加工过的铝 19-反射管,镍 20-隔离护套,氧化铝 21-炉子加热器,坎萨尔斯铬铝电热丝Al通路 22-炉管,氧化铝 23-反应性气体导管,氧化铝 24-样品支架,氧化铝 25-炉体天平室垫圈,氟橡胶 26-隔板、挡板,不锈钢 27-炉子与天平室间的垫圈,硅橡胶 28-反应性气体入口,不锈钢 29-天平室,加工过的铝 /p p strong 程序控温系统 /strong /p p   加热炉温度增加的速率受温度程序的控制,其程序控制器能够在不同的温度范围内进行线性温度控制,如果升温速率是非线性的将会影响到TGA曲线。程序控制器的另一特点是,对于线性输送电压和周围温度变化必须是稳定的,并能够与不同类型的热电偶相匹配。 /p p   当输入测试条件之后(温度起止范围和升温速率),温度控制系统会按照所设置的条件程序升温,准确执行发出的指令。所有这些控温程序均由热电偶传感器(简称热电偶)执行,热电偶分为样品温度热电偶和加热炉温度热电偶。样品温度热电偶位于样品盘下方,保证样品离样品温度测量点较近,温度误差小 加热炉温度热电偶测量炉温并控制加热炉电源,其位于炉管的表面。 /p p strong 气氛控制系统 /strong /p p   气氛控制系统分为两路,一路是反应气体,经由反应性气体毛细管导入到样品池附近,并随样品一起进入炉腔,使样品的整个测试过程一直处于某种气氛的保护中。通入的气体由样品而定,有的样品需要通入参与反应的气体,而有的则需要不参加反应的惰性气体 另一路是对天平的保护气体,通入并对天平室内进行吹扫,防止样品加热时发生化学反应而放出的腐蚀性气体进入天平室,这样既可以使天平得到很高的精度,也可以延长热天平的使用寿命。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪测量曲线 /strong /span /p p   热重分析仪测量得到的曲线有TGA曲线与DTG曲线。TGA曲线是质量对温度或时间绘制的曲线,DTG曲线是TGA曲线对温度或时间的一阶微商曲线,体现了质量随温度或时间的变化速率。 /p p   当试样随温度变化失去所含物质或与一定气氛中气体进行反应时,质量发生变化,反应在TGA曲线上可观察到台阶,在DTG曲线上可观察到峰。 /p p   引起试样质量变化的效应有:挥发性组分的蒸发,干燥,气体、水分和其他挥发性物质的吸附与解吸,结晶水的失去 在空气或氧气中的氧化反应 在惰性气氛中发生热分解,并伴随有气体产生 试样与气氛的非均相反应。 /p p   同步热分析仪STA将热重分析仪TGA与差示扫描量热仪DSC或差热分析仪DTA整合在一起。可在热重分析的同时进行DSC或DTA信号的测量,但灵敏度往往不及单独的DSC,限制了其应用。 /p
  • 环保部解读国家环境保护“十二五”规划亮点
    1月18日电 国务院近日公布了《国家环境保护“十二五”规划》,这是未来五年我国环保行业的纲领性文件,绘就了环保发展的战略宏图。   记者就此专访了环保部规划财务司负责人,对这一9章32节63条的《规划》亮点进行了详细解读。   “十二五”将下大力气解决关系民生的突出环境问题   记者:党中央国务院高度重视环境保护,把环保规划作为国家规划体系的重要组成部分。请您谈谈《规划》的主要特点有哪些?   规划财务司负责人:《规划》主要有六方面的特点:一是紧紧围绕科学发展主题,转变经济发展方式主线,提高生态文明水平的新要求,积极探索代价小、效益好、排放低、可持续的环境保护新道路。二是环保领域不断拓展,进一步加强环保能力建设。首次提出“重点领域环境风险防控”的战略任务和完善环境保护基本公共服务体系的战略任务。三是把进一步深化总量减排,作为撬动经济发展方式转变的着力点。四是下大力气解决关系民生的突出环境问题,把改善环境质量放在更加突出位置。《规划》大幅度减少地表水劣V类水质的水体,提高七大水系好于Ⅲ类水质水体和好于二级空气质量标准的城市比例。同时,从“十二五”开始,将城市大气细颗粒物(PM2.5)防治工作逐步提到议事日程。五是突出有差别的环境管理政策,完善环境保护战略体系。六是强化政策支撑,推进并建立环境保护长效机制。   问:“十二五”要重点解决哪些突出环境问题?   规划财务司负责人:在水环境保护方面,要严格保护饮用水水源,全面完成保护区划分,取缔所有排污口,推进水源地环境整治,提高水源地水质达标率 深化流域水污染防治,继续抓好重点流域水污染防治,推行分区控制,优先防控重点单元,切实改善环境质量。同时,采取以奖促保等政策鼓励措施,加强水质良好和生态脆弱的湖泊和河流的保护 综合防控海洋环境污染和生态破坏,到2015年,近岸海域水质总体保持稳定,长江、黄河、珠江等河口和渤海等重点海湾的水质有所改善 深入推进地下水污染防控,探索开展修复试点。   在大气污染防治方面,要实行脱硫脱硝并举,多种污染物综合控制。在“三区六群”等重点区域,开展臭氧、细颗粒物的监测,加强颗粒物、挥发性有机物、有毒废气控制,健全大气污染联防联控机制,完善联合执法检查,明显减少酸雨、灰霾和光化学烟雾现象。   在土壤环保方面,提出要加强土壤环保制度建设,强化土壤环境监管,启动污染场地、土壤污染治理与修复试点示范。禁止未经评估和无害化治理的污染场地进行土地流转和开发利用,经评估认定对人体健康有严重影响的污染场地,应采取措施防止污染扩散,且不得用于住宅开发。   在生态保护和监管方面,要加强国家重点生态功能区保护和建设工作,同时加强自然保护区建设与监管、生物多样性保护、资源开发生态环境监管工作,到2015年,陆地自然保护区面积占国土面积的比重比例稳定在15%,90%的国家重点保护物种和典型生态系统得到保护。   “十二五”将深入推进主要污染物减排促进绿色发展   记者:《规划》的主要指标有哪些?与“十一五”规划相比有哪些不同?   规划财务司负责人:《规划》根据目标、任务,综合考虑经济技术可行性、指标稳定性等因素,按照可监测、可统计、可分解、可评估、可考核的原则,确定了7项主要指标,即化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物等4个主要污染物排放总量控制指标和2项地表水环境质量指标、1项大气环境质量指标。   与“十一五”相比,规划指标增多了,压力加大了,潜力小了,要求提高了。约束性指标由化学需氧量和二氧化硫两项增加到四项,增加了氨氮和氮氧化物,其中氨氮和氮氧化物排放总量分别比2010年减少10%,化学需氧量和二氧化硫排放总量分别比2010年减少8%。减排领域也从工业和生活两个领域扩展为工业、生活、交通、农村四个领域。机动车氮氧化物、农业源水污染物首次被纳入总量控制范围。   同时,改善环境质量的压力加大了。地表水环境质量指标延续使用“十一五”地表水国控断面劣Ⅴ类比例和七大水系国控断面好于Ⅲ类的比例指标,目标值确定为小于15%和大于60%。但监测点位由759个增加到970个,评价因子由9项增加到21项。大气环境质量指标对实施范围进行了调整,由113个环保重点城市扩大到333个地级以上城市,并加严了评价标准,规划指标由“十一五”的“重点城市空气质量好于Ⅱ级标准的天数超过292天的比例”调整为“地级以上城市空气质量达到二级标准以上的比例”,目标值确定为80%。   记者:“十二五”期间主要污染物减排有哪些新举措?   规划财务司负责人:要将总量减排制度继续坚持下去,更加注重源头控制和过程控制,提出加大淘汰落后产能,合理调控能源消费总量,实施能源结构战略调整,探索调控城市机动车保有总量。同时提出要把主要污染物总量控制要求等作为区域和产业发展的决策依据,对未完成减排任务的地方政府实施区域限批。突出了区域特色,进一步完善区域性总量控制要求,在已富营养化的湖泊水库和东海、渤海等易发生赤潮的沿海地区实施总氮或总磷排放总量控制,在重金属污染综合防治重点区域实施重点重金属污染物排放总量控制。   “十二五”期间全社会环保污染治理投资需求约为3.4万亿元   记者:《规划》提出的重点工程有哪些?   规划财务司负责人:《规划》统筹提出了主要污染物减排、改善民生环境保障、农村环保惠民、生态环境保护、重点领域环境风险防范、核与辐射安全保障、环境基础设施公共服务、环境监管能力基础保障及人才队伍建设等8项重大工程。据测算,“十二五”期间,全社会环保污染治理投资需求约为3.4万亿元(均按当年价累计,不含运行费),约占同期国内生产总值的1.4%。优先实施的八项重点工程投资需求约1.5万亿。   记者:如何利用市场机制、强化产业和技术支持?   规划财务司负责人:《规划》系统阐述了创新相关经济政策,完善市场机制的各项要求,深化脱硫脱硝电价、企业优惠水价、居民用水超额累进加价和高耗水行业差别水价等价格改革。推进环境税、污水处理费、垃圾处理费等税费改革。建立企业环境行为信用评价、银行绿色评级制度,建立国家生态补偿专项资金。推进环境金融产品创新,完善市场化融资机制。   环境科技和产业发展已成为世界各国促进可持续发展最为重要的手段之一,众多环境问题的解决更加依赖于科学技术的发展。从技术研发角度,要提升科技基础研究和应用能力,大力研发污染控制、生态保护和环境风险防范的高新技术、关键技术、共性技术,尤其是削减总量的技术,发展相关装配制造业 从环保产业发展角度,要建立环保产业服务体系,推动跨行业跨企业循环利用联合体建设,实行环保设施运营资质许可制度,建立环保产业服务体系 从科技保障角度,要开展和加强制定和修订关于“总量、质量、风险”相关标准工作。   此外,《规划》明确了地方人民政府是规划实施的责任主体,明确了“部门协同推进环境保护”,要求国务院有关部门要各司其职、密切配合,完善体制机制,加大资金投入,推进规划实施。在2013年年底和2015年年底,分别对规划执行情况进行中期评估和终期考核,评估和考核结果向国务院报告,向社会公布,并作为对地方政府政绩考核的重要内容。
  • 半导体快速退火炉的原理和应用
    半导体快速退火炉(RTP)是一种特殊的加热设备,能够在短时间内将半导体材料迅速加热到高温,并通过快速冷却的方式使其达到非常高的温度梯度。快速退火炉在半导体材料制造中广泛应用,如CMOS器件后端制程、GaN薄膜制备、SiC材料晶体生长以及抛光后退火等。一、快速退火炉的原理半导体快速退火炉通过高功率的电热元件,如加热电阻来产生高温。在快速退火炉中,通常采用氢气或氮气作为气氛保护,以防止半导体材料表面氧化和污染。半导体材料在高温下快速退火后,会重新结晶和再结晶,从而使晶体缺陷减少,改善半导体的电学性能,提高设备的可靠性和使用寿命。1.1快速退火(RTA)与传统退火相比,快速退火具有更高的加热和冷却速度。通过快速加热和冷却,可以缩短退火时间,提高生产效率。1.2快速热处理(RTP)热处理是半导体制造中的一项关键技术,它可以改变材料的微观结构和性能。在热处理过程中,材料被加热到高温,然后进行保温和冷却。这个过程中,材料内部的原子会发生重新排列,从而改变材料的物理、化学和机械性质。二、半导体退火炉的应用领域1.封装工艺在封装工艺中,快速退火炉主要用于引线的切割和组装。引线经过切割和组装后,可能会产生内应力,影响封装的稳定性和可靠性。通过快速退火处理,可以消除引线内的应力,提高封装的稳定性和可靠性,保证产品的使用寿命。2.CMOS器件后端制程在CMOS器件后端制程中,快速退火炉可用于修复制程中产生的损伤和缺陷,增强器件的电学性能。通过快速退火处理,可以减少CMOS器件中的氧化物陷阱电荷和界面态密度,提高器件的可靠性和寿命。3.GaN薄膜制备GaN是一种重要的宽禁带半导体材料,具有优异的光电性能和稳定性。在GaN薄膜制备过程中,快速退火炉可用于提高薄膜的结晶质量和表面平滑度。通过快速退火处理,可以消除薄膜中的应力,减少缺陷,提高GaN薄膜的光电性能和稳定性。4.SiC材料晶体生长SiC是一种具有高热导率、高击穿电压、高饱和电子速度等优良特性的宽禁带半导体材料。在SiC材料晶体生长过程中,快速退火炉可用于提高晶体生长的质量和尺寸,减少缺陷和氧化。通过快速退火处理,可以消除晶体中的应力,提高SiC材料的晶体品质和性能。5.抛光后退火在半导体材料抛光后,表面会产生损伤和缺陷,影响设备的性能。快速退火炉可用于抛光后的迅速修复损伤和缺陷,使表面更加平滑,提高设备的性能。通过快速退火处理,可以减少表面粗糙度,消除应力,提高材料的电学性能和可靠性。
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