烟尘仪红外背散射原理

p style=" text-align: center " strong 第三届电镜网络会议（iCEM 2017）特邀报告 /strong /p p style=" text-align: center " strong 电子背散射衍射技术的应用 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 300" height=" 300" title=" 杨平.jpg" style=" width: 300px height: 300px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/1280f2af-69cd-4994-bc32-48f4cb8c0ee6.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " & nbsp /p p style=" text-align: center " strong 杨平 教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 北京科技大学材料学院 /strong /p p 　 strong 　报告摘要： /strong /p p 　　电子背散射衍射（EBSD）技术是快速揭示晶体材料结构、取向及取向差分布、相间取向关系等信息的定量化分析技术，已有超过25年的应用历史。但相对于图像形貌信息与微区成分信息，EBSD技术的初学者对晶体学信息的理解还存在较大障碍。 /p p 　　基于目前商家在EBSD相关硬件、软件及制样技术上能对用户进行及时的介绍与帮助，本讲座主要从使用者的角度对该技术的初学者可能在材料分析中遇到的晶体学及材料学基础方面的困难进行介绍，给出一些案例；同时对进一步深入应用该技术提出方向性建议。 /p p 　　本报告涉及的内容有：1）EBSD系统简介及EBSD技术现状；2）与EBSD技术相关的晶体学基本知识；3）与EBSD技术相关的材料学知识；4）EBSD技术在金属材料中的应用案例；5）EBSD技术相关文献；本报告主要针对EBSD技术的初级使用者。 /p p 　　 strong 报告人简介： /strong /p p 　　杨平，博士，教授/博士生导师，北京科技大学材料学院“材料学基础与材料各向异性”梯队负责人（首席教授）。1982年、1986年分别获得北京科技大学材料专业学士、硕士学位； 1997年获德国亚琛工业大学金属学与金属物理所获材料学博士学位。 /p p 　　主要研究方向为金属材料形变、再结晶、相变过程的晶体学行为及织构控制技术；擅长使用电子背散射衍射（EBSD）技术。研究材料集中在各类钢、铝合金、镁合金、钛合金；目前集中在各类电工钢及高锰TRIP/TWIP钢的研究。负责国家自然科学基金5项，参加国家863计划3项，国家973计划项目1项，厂协项目10余项等。 国内外发表论文共346篇（SCI文章113篇）；获发明专利4项，获省部级一等奖、三等奖各1项。编著《电子背散射衍射技术及其应用》、《材料织构分析原理与检测技术》、《电工钢的材料学原理》。 /p p 　　获得北京市教学名师、北京市师德先进个人、宝钢优秀教师奖、北京市教学成果一等奖、二等奖（均为第一获奖者）、2017年入选北京科技大学鼎新学者。编著《材料科学名人典故与经典文献》、《工程材料结构原理》；参编教材《材料科学基础》（北京市精品教材、十二五国家规划教材），《材料科学与工程基础》、《金相实验基础》等；讲授本科生《材料科学基础》（国家精品课程、国家精品资源共享课、研究型教学示范课堂）、全英文《材料形变与再结晶》课程（研究型教学示范课堂）、研究生《材料结构》课程。发表教学研究文章34篇。 /p p 　　 strong 报告时间：2017年6月22日上午 /strong /p p 　 strong 　立即免费报名： a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/" target=" _blank" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/ /a /strong br/ /p p style=" text-align: center " & nbsp a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/" target=" _self" img title=" 点击免费报名参会.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c9793b9d-a3ec-4cb2-a453-330b3d0cbf03.jpg" / /a /p

二次电子(SE)和背散射电子(BSE)是扫描电镜(SEM)中最基本、最常用的两种信号，对于很多扫描电镜使用者而言，二次电子可以用来表征形貌，背散射电子可以进行原子序数表征已经是基本的常识。然而，二次电子、背散射电子与衬度的关系并非如此简单。今天，我们就来深入的了解一下SE、BSE的细分类型，各自的特点，以及它们和衬度之间的关系。二次电子 二次电子是入射电子与试样中弱束缚价电子产生非弹性散射而发射的电子，一般能量小于50eV，产生深度在试样表面10nm以内。二次电子的产额在很大程度上取决于试样的表面形貌，因此这也是为什么在很多情况下大家把SE图像等同于形貌像。然而，这种说法并不严谨。二次电子（SE）和其它衬度的关系 二次电子的产额其实和成分也有很大的关系，尤其是在低原子序数(Z图2 碳银混合材料的SE、BSE图像以及碳、银电子产额 所以，如果对于低原子序数试样，或者原子序数差异非常大时，若要反映成分衬度，并不一定非要用BSE像，SE像有时也可获得上佳的效果。 除了成分衬度外，SE还具有较好的电位衬度，在正电位区域SE因为收到吸引而使得产额降低，图像偏暗，反之负电位区域SE像就会偏亮。而BSE因为本身能量高，所以产额受电位影响小，因此BSE像的电位衬度要比SE小的多。图3 另外，如果遇上试样的导电性不好，出现荷电效应或者是局部荷电，这也可以看成是一种电位衬度。这也是当出现荷电现象的情况下，相对SE图像受到的影响大，BSE图像受影响则比较小。这也是为什么在发生荷电现象的情况下，有时可以用BSE像代替SE像来进行观察。 至于通道衬度，一般来说因为需要将样品进行抛光，表面非常平整，这类样品基本上没有太多的形貌衬度。SE虽然也能看出不同的取向，但是相比BSE来说则要弱很多，所以一般我们都是用BSE图像来进行通道衬度的观察。图4 SE和衬度的关系，总结来说就是SE的产额以形貌为主，成分为辅，容易受到电位的影响，取向带来的差异远不及BSE。在考虑具体使用哪种信号观察样品的时候，可以参考表1，SE和BSE特点刚好互补，并没有孰优孰劣之分，需要根据实际关注点来选择正确的信号进行成像。 表1SEBSE能量低高空间分辨率高低表面灵敏度高低形貌衬度为主兼有成分衬度稍有为主阴影衬度弱强电位衬度强弱抗荷电弱强 二次电子的分类 刚才简单介绍了SE和衬度的一些基本关系，接下来我们细谈一下SE的分类。因为不同类型的二次电子在衬度、作用深度上的表现完全不同，使得不同SE探测器采集的SE像会有非常大的差异。因此，为了能在电镜拍摄中获得最佳的效果，我们有必要对SE的类别进行详细的了解。 如果按照国家标准来进行分类的话，SE主要分为四类，分别是：SE1：由入射电子在试样中激发的二次电子；SE2：由试样中背散射电子激发的二次电子；SE3：由试样的背散射电子在远离电子束入射点产生的二次电子；SE4：由入射束的电子在电子光学镜筒内激发的二次电子。 国标这样定义完全正确，然而这样的分类对于在实际电镜操作中并没有太多指导意义。为什么呢？因为不管是什么类别的SE都是属于低能电子，探测器在采集的时候往往也不能对其加以区分。那么，我们现在可以换个思路来理解一下这几种二次电子。由于SE4对成像不起作用，我们在此不进行讨论。A. SE1： 由原始电子束激发，因此其作用深度最浅，对表面最为敏感，我们知道SE本身也有成分衬度，所以SE1也非常能体现出极表层的成分差异。 其次，正因为SE1信号来自于样品的极表面，作用体积小，所以其出射角度应该相对比较高。因此，SE1的分辨率应该是所有类型中最好的。 再者，正是因为SE1的出射高度都是高角，所以其产额不易受到试样表面凹凸不平的影响，因而其分辨率虽好，但是立体感则相对比较弱。B. SE2和SE3： 由BSE激发产生的SE。因为BSE本身作用区域较大，所以在回到试样表面再次产生的SE的作用范围要比SE1大的多，正因如此， SE2和SE3的分辨率也弱于SE1。 其次，SE2和SE3是被位于试样深处的BSE激发，它们的产额在很大程度上取决于试样深处的BSE，而且它们作用区域较深，也更能体现出试样深处的成分信息。 再者，SE2和SE3由不同方向的BSE产生，因此其出射角度相对也较为广泛，从高角到低角均有分布。C. 另外，我们需要再考虑到荷电因素，荷电本身的负电位会将产生的SE尽量推向高出射角方向出射，所以受到荷电影响的电子也一般分布于较高的出射角。 SE1分布在高角、SE2和SE3分布在各个角度，荷电SE分布在高角。这样一来，我们把SE1、SE2、SE3原来按产生的类型分类转化为更加实用的按照出射角度进行分类。即：高角电子以“SE1+荷电SE”为主，低角电子以“SE2+SE3”为主。不同出射角度的SE有着截然不同的特点，我们分别来看一下。A. 轴向SE： 轴向SE是以接近90° 出射的二次电子，其中以SE1所占比例最高。由于作用体积最小，分辨率相应也是最高，且具有最高的表面敏感度，因此可以分辨极表面的成分差异，但是同时对一些并不希望看见的表面沉积污染或者氧化等，也会一览无遗。同时，因为轴向SE中所含的荷电SE也相应最多，所以，一方面对电位衬度最为敏感，另一方面受到荷电的影响也最为严重。B. 高角SE 高角SE是以较高角度出射的二次电子，也是以SE1为主，不过相对轴向SE中所含SE1而言数量稍低。高角SE的分辨率、表面灵敏度、电位衬度相对轴向SE而言也有所降低，不过由于荷电SE占比减少，所以和轴向SE相比，高角SE受到的荷电现象影响较小。高角SE和轴向SE都是向上出射，所以图像的立体感都比较差。C. 低角SE 低角SE是以较低角度出射的二次电子，其中SE2、SE3占有较高比例。所以低角SE反映的是试样较为深层的信息，表面灵敏度低，作用体积大，分辨率也不及高角SE和轴向SE。不过低角SE的图像立体感很好，抗荷电能力也比前两者强。 不同类型二次电子的特点 这样，我们就将原来只能从定义的角度进行区分的SE1、SE2、SE3，转变成出射角度不同的轴向SE、高角SE和低角SE。而按照角度进行分类之后，在实际探测信号时是完全可以对其进行区分的，我们会在之后的篇幅中对其进行详细的介绍。这样，我们现在可以总结一下几种类型SE的特点，如表2。表2轴向高角低角出射角度接近90°大角度小角度凹坑处的观察有信号有信号信号弱分辨率最好很好一般表面灵敏度最好很好较弱立体感差差很好成分衬度极表面成分表面成分较为深处电位衬度强强弱抗荷电能力弱较弱强 很多人都用过场发射扫描电镜，对样品室内SE探测器得到的低角SE2信号，与镜筒内SE探测器得到的高位SE1信号的图像对比会深有感触，很明显两者的立体感相差很大，见图5。图5 低角SE图像（左）和高角SE图像（右） 但是对镜筒内的SE信号再次拆解为高角SE和轴向SE可能会觉得很陌生，虽然前面我们已经对二者进行了介绍，但是毕竟不够直观。我们不妨看看图6，两张图都是使用镜筒内探测器获得，分辨率和立体感都很类似，总体效果非常接近，但是轴向SE（左图）受到小窗口聚焦碳沉积的影响，而同时获得的高角SE（右图）的碳沉积影响则轻微很多。 图6 轴向SE图像（左）和高角SE图像（右） 图7的样品为硅片上的二维材料，左图为高角SE图像，右图为轴向SE图像，轴向SE的灵敏度明显高于高角SE。图7 硅片上的二维材料，高角SE图像（左）和轴向SE图像（右）图8的样品为绝缘基底上的二维材料，左图为高角SE图像，右图为轴向SE图像，可以看到轴向SE受到荷电的影响也要高于高角SE。图8 绝缘基底上的二维材料，高角SE图像（左）和轴向SE图像（右） 总结一下，我们将二次电子拆解成轴向、高角和低角三个不同的类型，它们没有优劣之分，均有自己的特点，有优点也有缺点。我们只有在实际操作时发挥出每种信号的优势，才能获得最适合的图像。 好了，关于SE的分类相对比较简单，相信您已经完全理解，我们将在下一篇中详细说一下BSE。 为了更好的理解这篇的内容，让我们通过几张SE图像来实际感受一下不同类型SE之间的差异吧！ 您能分得清以下图片分别是哪一类型的SE信号，并且在什么衬度特点上产生的差异吗？我们将会在下一期文章中公布答案哦！0102030405

前三章我们详细介绍和分析了在各种模式下，二次电子和背散射电子以及各种衬度之间的特点，本章节内我们会对这些内容行回顾和总结。前三个章节请参看：细谈二次电子和背散射电子（一）细谈二次电子和背散射电子（二）细谈二次电子和背散射电子（三） 信 号 类 型 二次电子（SE）按照其产生的原理可以分成 SE1、SE2、SE3 和 SE4，但是在实际使用的时候会发现难以对 SE1～SE4 进行严格的区分，因此我们把 SE 分成更加实用、更容易从操作上掌握的低角 SE、高角 SE 和轴向 SE 这三种 SE 信号。 背散射电子（BSE）根据角度不同将其区分为低角 BSE、中角 BSE、高角 BSE；又从对称性的角度分离出非对称的 Topo-BSE；以及从能量的角度分离出Low-Loss BSE 信号，分为了五种 BSE 信号。 以上3种 SE 信号和5种 BSE 信号，加上本章介绍的减速模式下的信号SE+BSE (BDM) ，一共有九种信号。这九种信号往往需要不同的电镜条件，也有不同的衬度特点，各自信号有着独特优势的同时也存在相应的缺点，具体请参见表1。表1信号衬度工作距离分辨率表面敏感度抗荷电能力景深立体感二次电子（SE）低角SE形貌为主均可一般好好好高角SE形貌、电位为主短好好差差轴向SE形貌、电位为主短好很好差差背散射电子（BSE）低角BSE成分、形貌、通道、阴影分析距离差差很好好中角BSE成分、形貌、通道短好一般好一般高角BSE成分、通道短好好好差TopoBSE形貌、阴影较短一般差很好很好Low- LossBSE成分短好很好好差减速模式下Signal(BDM)形貌、成分很短很好很好好差 衬 度 类 型 前面我们详细了解各个信号在衬度上的特点，那接下来我们反过来思考一下：为了获得各种类型的衬度，或者针对不同的试样和不同的目的，应该如何选择合适的信号进行采集以获得最佳的效果呢？1. 对于不追求超高分辨率的形貌衬度图像，立体感有时显得格外重要。此时，可以优先选择 Topo-BSE 信号来获得极具立体感的衬度；其次可以选择低角 SE 以及低角 BSE 信号。2. 如需获得高分辨的形貌衬度图像，应该优先选择轴向 SE 和高角 SE 信号，其次可以选择中角 BSE 信号。3. 如需获得非常纯的成分衬度图像，而不希望有其它衬度的干扰，可以优先选择高角 BSE 和 Low-Loss BSE 信号。4. 如需获得兼有形貌和成分衬度的图像，可以选择低角 BSE、中角 BSE 信号，有时候减速模式下的信号也可以兼有形貌和成分衬度。5. 如需获得非常表面的成分衬度，如表面污染，二维材料等，可以优先选择轴向 SE、高角 SE 信号，其次可以选择 Low-Loss BSE 以及减速模式下的电子信号。6. 如果不想获得非常敏感的形貌，比如抛光质量不够理想的金相试样，想要进一步减弱划痕影响，可以选择高角 BSE 和 Low-Loss BSE 信号，其次选择中角 BSE 信号。7. 如需获得较深处的成分信号，除了提高加速电压之外，也应该优先选择低角 BSE 和低角 SE 信号。8. 如需获得不同晶粒取向的通道衬度，优先选择立体角最大的低角 BSE 信号。9. 对于很多半导体试样，如果要想获得电位衬度，优先选择轴向 SE 和高角 SE 信号。10. 如需降低荷电效应影响，优先选择 Topo-BSE 和低角 BSE 信号，其次选择低角 SE 和中角 BSE，而避免高角和轴向 SE 信号。归纳一下，参见下表2。表2场景推荐1推荐2分辨率不高的形貌衬度Topo-BSE低角SE低角BSE分辨率较高的形貌衬度轴向SE、高角SESignal (BDT)中角BSE无形貌干扰的成分衬度Low-Loss BSE高角BSE兼有形貌和成分衬度低角BSE中角BSESignal (BDT)极高的表面敏感度轴向SE高角SELow-Loss BSE减弱形貌的干扰高角BSELow-Loss BSE中角BSE深层信息低角BSE低角SE通道衬度低角BSE电位衬度轴向SE高角SE降低荷电Topo-BSE低角BSE低角SE中角BSE̷̷ 这里只列举了一些常见的情况，对于不同的试样或者观察目的，我们要根据这些信号的特点进行灵活运用。甚至当只采集一个信号达不到目的时候，要利用探测器信号混合功能来进一步获得更理想的效果。 信号和探测器的选择 电镜观察中存在这么多的信号，那究竟用什么类型的探测器来区分这些信号呢？对于现在大部分场发射电镜来说，四探测器已经成为一个标准化的配置，即样品室一个ETD探测器，一个极靴下方的BSE探测器，镜筒内有两个探测器。样品室的两个探测器基本上差别不大，镜筒内的探测器会根据物镜的类型以及各厂家的一些特殊技术而有所差别。不过论共性而言，镜筒内的两个探测器，普遍一个位置相对较高，一个位置相对较低。 一台电镜根据自身的设计情况以及工作条件，能够分离出九种电子信号中的部分信号。粗略的进行归纳，可以总结为下表3。（不过需要注意的是，虽然有的探测器在表格中显示可以采集多种信号，但是这只是对大部分电镜做的一个归纳。对于一台具体的电镜而言，并不一定能够实现所有功能）。表3信号推荐探测器1推荐探测器2低角SEETD高角SE镜筒内低位探测器镜筒内高位探测器轴向SE镜筒内高位探测器低角BSE样品室BSE探测器中角BSE镜筒内低位探测器高角BSE镜筒内高位探测器Low-Loss BSE镜筒内能量过滤探测器Topo-BSE特殊优化的ETD非对称样品室BSE探测器 总 结 最后用一首七律对所有章节的内容进行一个总结，希望大家能够对 SE、BSE 信号以及各种衬度之间的关系能够有更深刻的理解，在电镜观察中获得更好的结果。《七律》粉末块体千百状用心制备导电亮半明半暗亮线条积分或能荷电抗二次背散各有用巧用二者图成双高低角度大不同多种模式减速场磁场浸没龙卷降吸汲电子扶摇上电磁静电复合式汇聚角度随能量非是高能分辨强低压窥得俏模样各类衬度分清楚图文相谶好文章元素结构何取向结晶参杂非所长光谱质谱原位解所见所得 All In One上一期答案问题：这是电池隔膜试样的图片，你知道不同角度(左为低角、右为高角)表现出的衬度差异是如何造成的吗？两张图都是在减速模式下拍摄：左图为低角电子，背散射相对占主要部分，表现出形貌衬度，因为材质均匀，所以没有明显的成分衬度；右图为高角电子，二次电子占主要部分，表现为比较明显的电位衬度和形貌衬度。

上一章（电镜学堂 |细谈二次电子和背散射电子（一））中我们详细的介绍了不同类型的二次电子的特点以及它们与衬度的关系，今天让我们来认识一下扫描电镜中另一个极其重要的信号----背散射电子（BSE）。背散射电子 背散射电子是入射电子在试样中受到原子核的卢瑟福散射而形成的大角度散射后，重新逸出试样表面的高能电子。由于背散射电子的能量相对较高，其在试样中的作用深度也远深于二次电子，通常而言是在0.1-1μm左右。在很多情况下，大家把BSE像简单的认为是试样的成分衬度，但是这种说法并不完全正确。背散射电子（BSE）和衬度之间有些什么关系？A. BSE的成分衬度 背散射电子的产额和成分之间的确存在非常紧密的关系，在整个原子序数范围内，BSE的产额都是随原子序数的增大而提高，而且差异性高于SE（见图1）。所以，这也是大家都用BSE图像来进行成分观察的最主要原因。图1 铜包铝导线截面的SE、BSE像和铝、铜电子产额 不过，这并不意味着BSE的产额仅仅就取决于原子序数，它和试样的表面形貌、晶体取向等都有很大的关系，甚至在部分情况下，BSE在形貌立体感的表现上还要更优于二次电子。B. BSE的形貌衬度 试样表面形貌的起伏同样会影响BSE的产额，只不过BSE产生的深度相对SE更深，所以对表面的细节表现程度不如二次电子。不过，如果对表面形貌不是特别关注的情况下，可以尝试使用BSE图像来进行形貌表征。特别是在存在荷电现象的时候，由于BSE不易受到荷电的干扰，较SE像会有更好的效果（见图2）。在前一章的SE章节中，我们已经介绍过这部分内容，这里不再赘述。图2（左图）5kV， SE图像 （右图）15kV，BSE图像C. BSE的阴影衬度 在进行形貌观察的时候，有时候需要的是图像的立体感。立体感主要来源于在一个凹坑或者凸起处，对其阴阳面的进行判断。在这方面，大角度的SE和BSE因为对称性的关系，在阴阳面的产额及实际探测到的信号量完全一样，所以体现立体感的能力相对较弱。低角SE2信号反而可以较好的体现图像的立体感，处于样品室侧方的ETD探测器在采集低角SE信号时，朝向探测器的阳面信号不受阻碍，背向探测器的阴面的上部分的SE可以绕行后被探测器接收，而下部分则由于无法绕行从而产额降低，此时阴阳面原本产额相同的低角SE信号，在实际采集的过程中发生了接收数量的不一致，从而在图像上表现出阴阳面的亮度不同，我们把这种现象称之为阴影效应。图3 ETD的阴影效应当凸起区域比较高时，阴影效应会显得比较明显，而随着凸起区域高度的逐步降低，当处于阴面的低角SE能够完全绕行时，此时阴影效应就会变得非常微弱。而基于BSE不能绕行的特点，在这种情况下则可以增强阴影效应。BSE产生后基本沿着出射方向传播，不易受到其它探测器的影响。阴阳面的实际BSE产额是相同的，但是如果探测器不采集所有方向的BSE，而是只采集一侧的BSE，阴阳面收集到信号的差异就会变得非常大，而且由于BSE不能像SE那样会产生绕行，所以这种差异要远高于SE。换句话说，利用非对称的BSE得到的阴影效应要强于ETD的低角SE。图4 不同方向接收到的BSE强度及叠加算法除了形貌衬度之外，我们已经在上一章节已经介绍过。对于电位衬度，SE要强于BSE；对于通道衬度，BSE则要优于SE。我们现在再回到SE和BSE的关系上，简单总结一下，BSE以成分为主，兼有一定的形貌衬度，电位衬度较弱，不过通道衬度较强，抗荷电以及阴影衬度也都强于SE，详见表1。表1BSESE能量高低空间分辨率低高表面灵敏度低高形貌衬度兼有为主成分衬度强弱阴影衬度非对称很强低角有电位衬度弱强抗荷电强弱图5 断口材料的SE和BSE图像及衬度对比背散射电子如何分类？在明确了BSE和衬度之间的关系以及与SE的对比之后，接下来介绍一下BSE的分类。不同类型的背散射电子在衬度、作用深度上的表现完全不同，为了能在以后电镜观察中获得最适合的条件，我们也要对BSE细致的分类，并对其各自的特点进行详细的了解。 BSE有弹性散射和非弹性散射之分，弹性散射的BSE能量接近入射电子的能量，非弹性散射的BSE能量要稍低一些，从200eV到接近入射电子能量均有分布。从发射角度来说，从很低的角度到很高的角度也都有分布。无论是能量分布上，还是空间分布上，BSE都表现出不同的特点，在此进行逐一说明。A. 高角BSE： 高角BSE是以接近90° 出射的背散射电子。此类BSE属于卢瑟福散射中直接被反射的情况，经过样品原子散射碰撞的次数也少，且和原子序数衬度也存在最密切的关系。高角BSE相对所包含的原子序数衬度最高，相对作用深度也较小，且和形貌关系较小。因此，高角BSE可以体现最纯的成分衬度。另外，当试样表面有不同取向时，不同取向的原子密度不同，也会影响直接弹性散射的概率。所以，高角BSE也能够很好的体现通道衬度。 因而，在多相的情况下，高角BSE可以表现出最强烈的没有其它衬度干扰的成分衬度；在试样抛光平整的情况下，高角BSE也可表现出对表面很敏感的通道衬度。 不过由于高角BSE的出射角的角度要求很高，因此其立体角很小，所以在所有BSE中相对来说占比也较少，信号相对偏弱。B. 中角BSE： 中角BSE是指那些能进入到镜筒内但达不到高角角度的BSE，角度一般不低于60°。中角BSE由于出射角度降低，因此在其中混有的非弹性散射BSE相对高角BSE而言有所提高，在试样表面的作用深度有所增加，其产额随形貌不同开始受到较大的影响。 中角BSE已经开始兼具成分和形貌衬度，不过由于出射角度依然比较大，作用深度也并不深，分辨率也没有受到太大的影响，依然可以维持在较高水平。而且，由于BSE的抗荷电能力要明显强于高角SE和轴向SE，因此，中角BSE可以作为它们的一个很好的补充。不过中角BSE和高角SE、轴向SE存在一个共同的问题，就是立体感同样不如低角信号。C. 低角BSE 低角BSE是以较低角度出射的背散射电子，通常在20°～60°之间。低角BSE的出射角度进一步降低，因此非弹性散射的电子所占比例也进一步提高，作用深度有了较为明显的加深。相应的，低角BSE的成分衬度较之前二者有了一定的弱化，而对形貌衬度的体现则会进一步的加强。 因此，低角BSE是属于兼具成分和形貌衬度，但是相对能够体现的表面细节不多，且图像分辨率有所降低。不过其抗荷电能力却有了进一步的提高，因此在荷电效应很强时，也可以作为形貌像的重要补充。 以上是按照BSE的出射角度来进行分类，我们把这三种BSE先简单的总结一下，如表2。表2低角中角高角形貌衬度降低成分衬度提高表面灵敏度提高立体感降低抗荷电降低分辨率提高信号强度降低图6 不同角度BSE的衬度对比 前面我们都是按出射角度来进行区分BSE，接下来，我们再看两种比较特别的类型。D. Topo-BSE Topo-BSE是指非对称的低角BSE，具有较为强烈的阴影衬度。由于低角BSE在所有角度BSE中对形貌最为敏感，再根据前面提到的BSE的阴影衬度，将两者结合起来，便可产生强烈的阴影衬度。 例如，对于试样上的一个凸起来说，各个方向产生的BSE信号是对称的，但是低角BSE产额和其形貌有关。如果只采集特定方向的低角BSE，那么朝向这个特定方向的信号量接收就要偏多，而背向这个方向的信号就明显偏少，反映在图像上就会出现明显的阴阳面，从而提高了图像的立体感。(右图)立体感稍弱，且有一定的荷电 试样本身并不会产生这种不对称性，这种不对称性主要是人为故意造成，常用的方法有双晶体或五分割等不对称的BSE探测器的算法、对称BSE探测器的Topo模式采集、试样台的倾斜、以及其它的一些特殊技术。这部分内容将在以后的章节中再为大家详细介绍。 图12 二维材料,Low-Loss BSETopoBSELow-LossBSE形貌衬度弱中强

前两个章节我们详细分析了二次电子SE和背散射电子BSE，并对这两者进行了更细致的分类，对它们产生的原因和衬度及其它特点也做了详细的说明。相信读者对这些不同的信号已经有了全新的认识。这一章节我们就要把这些不同类别的电子信号再进行一个回顾和总结。我们将常规定义的SE信号分成了低角SE、高角SE和轴向SE三个类别；又将BSE信号划分为低角BSE、中角BSE、高角BSE、Topo-BSE和Low-Loss BSE等五个类别。在这里我们再介绍一种信号，就是样品台减速模式下的电子信号。前两个章节请参看：细谈二次电子和背散射电子（一）细谈二次电子和背散射电子（二）减速模式下的信号现在很多扫描电镜都追求低电压下的分辨率，而样品台减速技术则是一个行之有效的手段。电子束依然保持高电压，在试样台上加载一个负电位，电子在出极靴后受到负电位的作用而不断减速，最终以低能状态着落在样品表面。这样既保持了高电压的分辨率，又因为低着落电压而有很高的表面灵敏度。图1 样品台的负电位对原始电子束起减速作用样品台减速技术各个厂家叫法不一样，有的叫电子束减速技术，有的称为柔光技术。这里我们统一称为BDM (Beam Decelerate Mode)技术。在BDM技术下，产生的电子信号和正常模式会变得有所不同。图2 样品台的负电位对产生的 SE 和 BSE 起加速作用样品台的负电位对于原始电子来说起减速作用，但是对于产生的 SE 和 BSE 来说，却是起到加速作用。SE 和 BSE 受到电场加速后，都会变成高能量电子，而且出射角度都有增大的趋势。二次电子因为能量小，所以受到电场的作用较大，各个方向的 SE 都会被电场推到相对较高的角度；而背散射电子虽然也会被电场往上方推，不过因为能量相对较高，所以出射角增大的衬度不如 SE 明显，低角 BSE 变成中角 BSE、中角 BSE 变成高角 BSE。 受到样品台减速电场作用的结果就是 SE 趋向于集中在高角附近，而 BSE 的分布范围相对 SE 要广泛一些，不过相对不使用减速模式时角度要有所偏高。图3 减速模式下 SE 和 BSE 的出射角度示意图减速模式下的衬度此时，虽然 SE 和 BSE 虽然产生的原因以及携带的衬度不同，但因为样品台的负电位的作用，能量、出射角度都比较接近，因此从探测的角度来说难以完全区分。因此在 BDM模式下，接收到的电子信号基本都是 SE 和 BSE 的混合信号，兼有形貌和成分衬度。如图4，在减速模式下，无论是硫酸盐上的细胞，还是贝壳内壁，一个探测器获得的图像都可以表现出明显的形貌和成分衬度。 图4 硫酸盐上的细胞（左图） 贝壳（右图）不过虽然都是SE和BSE的混合信号，不同角度探测器的实际效果也有一定的差异。越处于高角的探测器接收到的信号中相对SE所占比例较多，有着更多SE信号的特点，如形貌衬度比重更高；反之越是低位探测器接收到的BSE信号相对较多，表现在衬度上有着更多BSE信号的特点，如图5。 图5 减速模式下较高位探测器(左)和较低位探测器(右)的衬度对比 以往为了同时对比形貌和成分衬度，往往需要 SE 和 BSE 同时进行拍摄，通过SE 和 BSE 图像进行对比，以判断试样中的形貌和成分的对应信息；或者利用探测器信号混合，将 SE 和 BSE 的形貌衬度和成分衬度叠加在一张图像上，如图6。图6. 常规模式下的SE(左)、BSE(中)图像，以及将两者混合的图像SE+BSE(右) 而减速模式下获得的图像衬度比常规模式更加复杂，也正因为如此，减速模式的图像往往蕴含了更为丰富的信息。所以，减速模式除了可以提升低电压下的分辨率外，衬度的多样性也是一个重要特点。如图5和图6的对比，在相同的着落电压下，减速模式下仅需要一个探测器就可获得常规模式SE+BSE混合的效果。另外，对于减速模式来说，并不一定非要在低着落电压下才能使用。有时候为了同时获得SE和BSE的混合信号，同时在一张图像上获取形貌和成分衬度，在其它电压下也均可使用减速模式。如下图金相试样，在10kV的BSE下只有成分衬度；而在13kV- 3kV的减速模式下，则增加了很多形貌信息。图7 金相试样在10kV下的BSE图像(左)，和13-3kV减速模式下的混合衬度(右) 不过有一点要特别注意，那就是减速模式下虽然也有成分衬度，但是并不意味着图像越亮的地方平均原子序数越高，这一点和常规模式下的BSE图像不同。越亮的地方只能说是SE+BSE混合后的产额越多，受到多种衬度的影响，而不仅仅是成分的作用。如图8，从左边BSE图像上看，金字塔状的晶体材料是原子序数低于基底的，而在最右边的减速模式下，金字塔状晶体和基底虽然也表现出成分差异，但是晶体却显得更亮。图8 晶体材料在常规模式下的BSE像(左)、SE像(中)，以及减速模式下的图像(右)减速模式的总结根据我们前两章介绍的SE和BSE的衬度和特点，我们也很容易总结出在BDM模式下不同位置探测器接收到的信号以及衬度特点，如下表。高位低位SE占比较多较少高角BSE占比较多较少低角BSE占比较少较多分辨率高低表面敏感度高低立体感低高抗荷电弱强成分衬度弱强形貌衬度强更强电位衬度强弱 在减速模式下各个探测器获得的都是 SE 和 BSE 混合的信号，所以都表现出综合衬度的特点。不过相对来说较高位探测器的高角BSE和SE占比较高，因此对表面的敏感度更高、分辨率也更好，不过相对立体感较差，也更容易受到荷电的影响；而较低位探测器的SE占比较少，中低角BSE占比较多，表面敏感度和分辨率都有所下降，不过立体感和抗荷电能力则更好。 因此减速模式下究竟使用哪个探测器，需要根据样品的实际情况以及关心的问题来进行选择，而不要始终用仪器默认的探测器。减速模式对操作者有较高的要求，除了要学会掌握操作技巧外，也需要对图像的综合衬度进行解读和分离。按照惯例，今天还有一个小问题，答案将在下一期公布噢！文末小问题：这是电池隔膜试样的图片，你知道不同角度(左为低角、右为高角)表现出的衬度差异是如何造成的吗？上一期答案问题：以下是不同类型背散射电子图片，你能说出分别是由哪种BSE成像吗？ 01 答案： 中角、低角、高角02 答案：低角、高角、中角03 答案：低角、高角、中角

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 【作者按】 /strong 高能电子束轰击样品，产生样品的各种信息。其中溢出样品表面的二次电子、背散射电子是扫描电镜获取样品表面形貌像、成分像的主要信息源。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 它们如何产生？传统观念认为：二次电子是高能电子束与样品原子核外电子发生非弹性碰撞，形成能量交换，核外电子获得能量被激发，产生“二次电子”；背散射电子是入射电子与原子核或核外电子碰撞，发生弹性或非弹性散射，形成散射电子，那些与入射电子方向相反的散射电子就是“背散射电子”。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子主要来自原子核外那一层？许多教科书认为源于最外层，也有教科书认为来源于最内层。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为什么二次电子会含有样品表面形貌信息？背散射电子会带有样品成分信息？最流行的观念认为，不同斜率的平面二次电子产额不同，表面形貌可以看成由不同斜率的平面所组成，因此二次电子带有大量的样品形貌信息。样品的原子序数（Z）不同对高能电子束的散射也不同，故背散射电子含有大量成分信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上观点是否存在问题？表述是否全面？要回答这些问题，就要从物质的组成谈起。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 一、& nbsp 物质的组成 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 分子、原子、离子是构成物质的三种基本粒子。它们都是如何定义？组成物质的特性又是如何？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.1分子 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 分子是指单独存在、相对稳定、能保持物质物理及化学特性的最小单元。任何一个分子都是由多个原子按照一定键合顺序以及空间排列结合在一起的整体。该粒子对外相对稳定，靠范德华力来维系粒子间的联系。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 范德华力(分子作用力)产生于分子或原子之间的相互静电作用。该力较弱，因此组成的物质熔点、沸点、密度都比较低。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 有些原子对外也表现出如分子般的特性（比如氦、氩等惰性元素），称为单原子分子。意为是原子又是分子。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 液态、气态物质很多都是分子或单原子分子物质。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.2原子 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 原子的定义：化学反应的基本微粒，在化学反应中不可被分割。原子的组成：内部带正电的原子核（质子和中子）和核外绕核运动带负电的电子。原子的大部分质量集中于原子核，而电子在核外按照一定的轨道做绕核运动。如同太阳系，原子核就是太阳，电子如同行星。原子直径大约是0.1nm，是原子核直径的1万倍到100万倍，电子的直径比原子核还要小，所以原子可以看成是一个非常大的空腔体。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 原子的三个基本关系：1.数量关系：质子数=核电荷数=核外电子数。2.电性关系：原子失去核外电子为阳离子，获得核外电子成阴离子。3.质量关系：质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 原子核外电子运行轨道是量子化排布。不同轨道的电子都含有一定能量，这个能量包含电子运动产生的动能以及电子被原子核吸引产生的势能，它们共同组成了电子的内能。内能取决于核外电子与核的距离，电子离核越远能量越大。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电子可以在轨道间来回跃迁，电子跃迁会伴随能量的吸收和释放。电子由高能层向低能层跃迁时因势能降低而释放的能量，就是原子结合能。电子从低能的基态跃迁到高能的激发态所吸收的外界能量E，就是原子的激发能。不同原子、不同能层电子结合能不同，相应激发能也不同。当高能电子束轰击样品时就会引发电子在轨道间跃迁，从而产生样品的各种特征信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 激发能和结合能是电子在两个能层间的跃迁过程中发生的能量变化。两者在电子跃迁方向、能量变化上是互逆的，但变化的量值相当，为两个能级之间的差值。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 原子核外电子排布必须满足四大要求：1.泡利不相容原理，2.能量最低原理，3.洪特规则，4不相容原理。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 排布规律依照：能量最低原理，每个能层最多容纳2n2个电子（n为电子层数），最外层不超过8个电子、次外层不超过18个电子、倒数第三层不超过32个。按照该规律排布能保证原子的稳定。单原子分子物质（惰性元素）的稳定性正是来源于其最外层电子排布的是2个（氦）和8个电子（剩余的元素），即所谓的“八偶体”结构。别的元素的原子稳定性皆不如它们。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 原子核外电子能层是按照电子内能的差异区分为K\L\M\N\O\P\Q这七层。最内层K层电子内能最低，Q层最强。能层层数与原子序数、电子排列规律有关。每个原子的能层都有其特定电子能量。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 每个能层上含有若干个亚层用s\p\d\f表示，这些亚层也叫能级。能级间电子能量也不一样，按照s-f排列是依次增强。各亚层含有的电子轨道数不一样，轨道数按照s-f依次为1\3\5\7个，含有的电子数最多是2\6\10\14个。 span style=" text-indent: 2em text-align: center " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/da0d2058-2a70-497b-a0dd-918e3069380d.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]1.jpg" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]1.jpg" style=" text-indent: 2em text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 电子排列的轨道能层、能级图 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 核外电子的在轨运行与行星在轨运行是有区别的，区别是电子运行轨迹很难被确定。只能用统计学方法对核外电子空间分布做形象描绘。电子运行的模拟形态类似一层疏密不等的“云”，称为 “电子云”。电子云的形态和能级有关，s\p\d\f对应不同的电子云形态。原子核以及核外电子云的周边会形成电场，即“库仑场”，电场形成的势垒就是“库仑势”。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以原子为基本微粒单位构成的物质都具有单一性，因此可称为单原子物质。这类物质除了前面提到的单原子分子（惰性气体），还包括单质非金属物质如碳、硅以及单质金属物质金、铁、钴、铜等等。这类物质微粒间的相互作用力是非常强烈的化学键，因此密度较大，熔点、沸点较高，微粒间的活泼型也较低。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 化学键是相邻的多个原子或离子间相互作用力的统称，是原子间及离子间相结合的作用力。如果原子的核外电子排布不如惰性元素那样形成最稳定的 “八隅体”结构，那么其外层电子（一般是最外层）之间通过电子云杂化相互组成各种类型的化学键来满足那种最外层电子“八隅体”的稳定结构。这类化学键就是共价键和金属键，是组成单原子物质化学键的基本类型。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.3离子 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 离子是指原子由于自身或外界作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个的稳定结构。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 得到电子带负电称为负离子，失去电子带正电叫正离子。正负离子之间通过静电作用形成化学键，该化学键就是离子键。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 离子微粒组成的物质包含有正、负离子间的吸引力，同时也包含电子和电子、原子核与原子核之间的静电排斥力，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 以离子组成的物质有: 大多数盐、碱和活泼金属氧化物。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 无论是以分子、原子还是离子为微粒组成的物质其根本都是原子。原子中，原子核和轨道电子形成的电子云周边都存在一个势垒“库仑势”。物质（不含惰性元素）的原子间都存在化学键，化学键会使得原子最外层电子的能量发生改变，但内层电子的能量保持不变。也就是说物质的原子之间无论发生怎样的化学反应，其内层电子的结合能和激发能不发生变化，因此能谱对化合物原子的定性、定量检测才有意义。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 二、& nbsp 高能电子束对样品信息的激发 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.1 高能电子对样品信息的激发 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形成高能电子束的微粒“高能电子”相对于组成样品的最小微粒原子来说，其体积和质量都非常的微小。高能电子射入样品就如同高速小微粒穿行在无数巨大空心球所组成的空间中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 每个空心球除了拥有巨大的空间，还有位于中心包含空心球全部质量的核，核周围有电场形成的势垒。与高能电子大小相仿的微粒（电子），在离核一段距离的轨道上做高速无规则运动并形成云态，俗称“电子云”。电子云及其形成的电场势垒如同为球体形成一个虚壳，有的球体拥有多层壳。球体中运动的电子可以在这些壳层间来回跳跃，并从外界获得或向外界释放能量。电子获得能量越出球体形成自由运动的电子，即 “二次电子”。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 高能电子穿透一个个球体，整个过程如同骑车或步行在有许多汽车隔离桩的自行车道和人行道上，如下图： /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/8578118e-aff1-4e8f-aed6-ba5804012f6e.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]2.jpg" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]2.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 原子核及核外各种电子云层如同这些隔离桩，层层叠叠交错排布在入射电子的运行轨迹上，疏、密有间。样品非常薄，隔离桩纵、横交错少，横向间隔空间也较大，大量的入射电子有足够空间自由穿越样品形成透射电镜的样品信息 “透射电子”。密的部位穿越少，疏的部位穿越多，形成透射电镜的投影像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 绝大部分的分子或原子体积庞大无法穿越这些隔离桩。几十纳米厚的薄膜会阻隔气体、液体的分子或原子，而电子却能畅通无阻。这就是透射电镜气液杆隔膜的作用原理。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品足够厚，入射电子的运行轨迹上，隔离桩的互相交错由于深度增加使得纵、横排布密集度增加，电子无法自由穿透样品。而与原子核及核外电子云层的频繁亲密接触，形成如下火花。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 入射电子接近原子核，由于电子质量远小于核的质量，在受到核及其所形成的库伦场强势影响时，将只发生方向改变而能量保持不变（或变化极少），这就是所谓的“弹性散射”。弹性散射所引起入射电子方向的改变较大，有些甚至于与入射方向完全相反，被称为“背散射电子”。这些背散射电子是形成原子序数（Z）衬度更大的“高角度背散射电子”的主要来源。形成高角度背散射电子的几率较少，信号强度不大，因此应用面也不广。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 入射电子接近壳层电子时，壳层的库仑场会对其发生影响（也不排除与壳层电子直接碰撞）。由于电子间质量相当，入射电子在改变方向时将和壳层电子发生能量转移。壳层电子获得能量被激发，那些溢出原子的电子形成扫描电镜主要信息之一的 “二次电子”。入射电子在发生方向改变同时失去部分能量，形成“非弹性散射”。这一现象将会发生在原子的所有壳层。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 入射电子进入样品后，弹性散射和非弹性散射会在样品中多次发生。如同连锁反应一般，激发出更多的二次电子同时失去更多能量且不停的改变方向。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 扫描电镜的样品无穷厚，透射电子和散射电子无法从样品的另一端穿出，只在样品中经过多次散射消耗殆尽或从样品表面溢出。这些溢出样品表面的散射电子形成扫描电镜的另一个主要信息“背散射电子”。这类背散射电子与样品表面夹角较小，因此称为“低角度背散射电子”。“低角度背散射电子”同样含有大量的样品衬度信息（Z衬度以及表面形貌衬度），同时其在样品中做更大范围的扩散，入射电子能量越大扩散范围也就越大。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品的原子内层电子被激发，在该壳层就会留下一个空位，外层电子在原子核引力的作用下从高能层跃迁到该层，同时以特征X射线形式对外释放能量，释放的能量称为结合能。特征X射线是扫描电镜进行能谱分析的信号源。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子和背散射电子是以能量大小来区分。能量低于50ev为二次电子，背散射电子的能量和入射电子相当。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/33c41f2e-0aec-4587-8206-d0d16f673be2.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]3.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]3.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.2扫描电镜的各种衬度信息 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图像衬度：图像上所存在的明、暗差异。正是存在这些差异才能使我们看到图像。影响图像衬度的因素有：信息衬度、对比度的调整，关键在于信息衬度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形貌衬度：样品表面形貌高低差异所形成的图像衬度。图像空间 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 信息、立体感主要来自该衬度。探头、样品、电子束三者之间夹角对该衬度影响较大，探头所接收到的样品信息角度也会产生一定影响。想方设法把低角度信息引入探头，会增强图像的形貌衬度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Z衬度 ：样品微区的平均原子序数或密度的差异所形成的图像衬度。该衬度主要与背散射电子的关联较大，二次电子对该衬度的形成也有一定的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 晶粒取向衬度：晶体材料的晶粒取向差异所形成的图像衬度。也 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 被广泛称为“电子通道衬度”。在扫描电镜中该衬度主要来自于背散射电子。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子衬度：溢出样品表面二次电子数量差异所形成的图像衬度。该衬度主要与样品表面斜率关联较大也与样品微区的平均原子数序（Z）或密度有一定关系。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子边缘效应：二次电子在样品形貌边缘处溢出最多。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电位衬度 ：样品表面局部有少量充电，使得该位置出现信号异 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 常增多或减少而形成的衬度。二次电子图像出现这种现象居多。特点是：图像有信息异常却未发生形变。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.3图示各种衬度信息与表面形貌像的关系。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 形貌衬度 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 肉凝胶，肉类深加工产品 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/dc400e25-743b-4695-a6c5-4de81bbc9545.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]4.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp Z衬度及晶粒取向衬度 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Ag2WO4和Co-Ni氢氧化物复合物 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/d3652b5d-054f-42da-a071-0e7b2057d47b.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]5.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]5.png" / /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/277952e7-d776-42c5-9c1a-39d2d249957e.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]6.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 二次电子衬度和边缘效应 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/324f71dd-c540-4dac-94d9-f756445fbe43.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]7.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]7.png" / /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/3771072e-b981-4132-ac90-70ff30b55c0b.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]8.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]8.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 倍率越低形貌衬度对结果影响越大，形貌衬度和二次电子衬度图像差别也越大。下图可见二次电子衬度并不能形成有效形貌像。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/de2f588b-1a83-45a0-bf4f-69c8c161a528.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]9.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]9.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 电位衬度 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 镀膜玻璃表面飞溅的有机物斑点。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/46d5452b-0341-4c62-81a5-4d7ae0b861d9.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]10.png" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]10.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形貌衬度、Z衬度、晶粒取向衬度、二次电子衬度、二次电子的边缘效应以及电位衬度都对形成扫描电镜的各类表面形貌像有着极为重要的影响。至于哪一个是最为关键的影响因素，这与样品的特性以及所需获取的样品表面信息有关。不同特性的样品以及不同的信息需求，起关键作用的影响因素也不同。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形貌衬度、Z衬度对形貌像的形成常常起到最关键的作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 无论那种衬度信息，都必须依附于二次电子和背散射电子来呈现，因此有必要对这两种样品信息加以探讨。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子、背散射电子到底能给出怎样的样品信息？都有什么认识误区？且听下回分解。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 参考书籍： /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 0em " 《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同2009年2月1日 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 华南理工出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《微分析物理及其应用》 丁泽军等& nbsp & nbsp & nbsp 2009年1月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中科大出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《自然辩证法》& nbsp 恩格斯& nbsp 于光远等译 1984年10月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 人民出版社& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《显微传》& nbsp 章效峰 2015年10月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 清华大学出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 日立S-4800冷场发射扫描电镜操作基础和应用介绍 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 北京天美高新科学仪器有限公司& nbsp 高敞 2013年6月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 作者简介： /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 90px height: 140px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/fa3796bc-5dc9-4eed-b931-a01b211bb0e7.jpg" title=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]111.jpg" alt=" 二次电子和背散射电子的疑问[上]111.jpg" width=" 90" height=" 140" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 林中清，87年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累，渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论，使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案，在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破，其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 延伸阅读： /strong /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20191029/515692.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20191126/517778.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱——安徽大学林中清32载经验谈（2） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20191224/519513.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 电子枪与电磁透镜的另类解析——安徽大学林中清32载经验谈（3） /span /a /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 【作者按】上一篇详细介绍了物质的组成以及高能电子束轰击样品产生二次电子和背散射电子的过程。并对与扫描电镜成像有关的各种衬度信息做了较为详细的阐述。【 span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong 延伸阅读： /strong /span a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200114/520618.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 二次电子和背散射电子的疑问（上） /strong strong /strong /span /a 】 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp 二次电子和背散射电子都呈现出怎样的样品信息？如何利用这些信息对样品进行分析？在表面形貌像的形成过程中起怎样的作用？对表面形貌像的细节分辨有何影响？是否存在假象？这些问题都将在本文加以详细的探讨。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 二次电子与背散射电子成像 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统观点认为：二次电子带有样品的表面形貌信息，形成样品的表面形貌像；背散射电子给出样品的成分信息，是形成样品成分像的主要信号源。这种观点是否片面？会不会产生假象？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 下面将围绕这些问题展开讨论。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " strong 一、二次电子 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子源自高能电子束对样品原子核外的介电子激发。能量低（& lt 50ev）、溢出深度浅（& lt 10nm）、溢出样品表面的分布不均。与样品表面夹角较大的二次电子（高角度二次电子），在样品中行走的自由程较短，溢出几率高，溢出量也较多。与样品表面夹角较小的二次电子（低角度二次电子），由于在样品中的自由程较长，因此损耗大、溢出几率较低、溢出量也较少。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/408e3c43-65b2-463f-9615-0a91b6981fd2.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 一直以来对于二次电子的认识存在很多问题，下面将选取以下几个问题来进行详细的探讨：二次电子主要来自核外的那一层电子激发？是形成表面形貌像的最佳选择吗？为啥易受荷电影响？会产生假象吗？有无Z衬度信息？SE1\SE2\SE3\SE4指的是啥？电位衬度和二次电子有什么关联？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.1二次电子主要来自原子核外那一层？ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统观念认为介电子（最外层）最容易被激发，所以二次电子主要来自最外层。那么一个疑问是：如果最外层电子是二次电子的主要来源，那么大量的特征X射线来自那里？& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 我们先看一个加速电压的变化对能谱谱线强度影响的实例。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/599eb752-6862-4d29-b3ad-0000bf07d804.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 能谱谱线的峰位对应着电子结合能，结合能对应电子层。那一层电子激发多，对应峰位的谱峰就高。从上面两张谱图可以看到，加速电压的增加，铜和锌的K线占比也增大。这说明加速电压增加，结合能高的K层电子，激发量的占比也增加。 因此从能谱看，似乎二次电子主要源于核外那一层电子并不固定，而是与加速电压和轨道电子激发能（结合能）的比值（过压比）有关。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 但是有充分的事例表明，特征X射线与二次电子在激发量上存在巨大的差距，这意味着内层电子的激发量极少。因此推测内层电子的激发与最外层电子的溢出可能并不是一个体系，即与特征X射线激发有关的内层电子，是以光电子形式溢出样品。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 故二次电子可能只能来自最外层轨道也就是介电子层。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 所谓光电子就是指由光电效应产生的电子。即轨道电子全面接收入射电子的能量，克服轨道结合能的影响而溢出。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 光电子的最大初动能与光的频率（能量）有关。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong Ek=hv-A & nbsp & nbsp h是普朗克常数，v是频率，A是逸出功 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 主流观念认为内层电子的激发在过压比为3-4时达最佳。个人观点：不同元素这个值也不同，10左右都存在最佳激发的可能。充分认识到这一点，将有利于能谱测试时，对加速电压的选择。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.2二次电子是否是形成样品表面形貌像的最佳信息源？ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统理念认为二次电子是形成样品表面形貌像信息源的最佳选择。这个观点基于以下两点： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp 二次电子能量弱，在样品中自由程短，浅表层溢出，横向扩散极小，因此对表面细节的影响小，含有表面信息多。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp 二次电子的溢出量随平面斜率变化较大，边缘处溢出最多，由此形成二次电子衬度及边缘效应。样品的表面形貌可看成不同斜率的平面组合，因此二次电子衬度就带有大量形貌信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/9bc7d100-8ccc-4ea6-bceb-992f0df9311d.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 二次电子衬度是否是形成样品表面形貌像的主导因素？二次电子形成的表面形貌像细节是否就一定最丰富？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.2.1 样品表面形貌像是否取决于二次电子衬度？ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 先看一个实例：用日立regulus8230的样品仓探头（L）和镜筒内探头（U）分别对硅片上刻蚀的倒金字塔图形进行观察。由于EXB系统的分离，使探头（U）接收的信息为较纯的二次电子。样品仓探头（L）因位置原因含有大量背散射电子。结果如下： /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/171072a0-5b72-45d7-9e7b-562a06ac0a5a.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由上例可见，图像中二次电子衬度充足但表面形貌像并不好，& nbsp 形貌衬度（参见上篇）充足形成表面形貌像才十分的优异。因此形貌衬度才是形成形貌像的基础。形貌衬度的主要形成因素，依所观察样品的特性及所需获取的样品信息不同，分为两个层面： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 层面一：样品做低倍观察或样品表面起伏较大。探头、样品、电子束三者夹角将是影响形貌衬度的主导因素。大工作距离下使用侧向的样品仓探头获得表面形貌像，细节更丰富。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/dadb4366-061a-4b04-939b-6071ade9322b.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 层面二：高倍观察样品的几纳米细节。这些细节起伏小，采用不同角度的电子信息形成的形貌衬度即满足要求。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 小工作距离下选择镜筒探头从顶部获取较多的二次电子信息，减少信息扩散对细节的影响，是形成形貌像的关键。此时测试条件的选择，应当以尽可能多的获取低角度信息为目标。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/024fc5d0-42ae-4342-9376-1f2c0d6614cc.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 镜筒探头（U），利用不同角度的信息形成形貌衬度，只能面向起伏较小的样品细节，对较大细节的观察效果差。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/4b96227b-8219-4354-9919-c6063716e8dc.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-indent: 2em " strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 探头（U）位于顶部，造成形貌衬度不足，无法分辨亮、暗衬度的空间形态。探头接收的二次电子占主导地位，二次电子衬度的影响使得斜面与平面有明显的亮、暗差异。亮部易被误认为是另一种物质所形成的Z衬度。采用探头（L）进行观察，情况刚好相反，故真实的孔洞信息表现充分。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong B)二次电子的边缘效应也会对某些样品的细节分辨提供帮助 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 两张不同材料的多层膜照片，各膜层的材料相近，Z衬度较差。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/30cfea12-6d69-4487-b960-7ebe49305d3a.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上几个实例表明：形成样品表面形貌像的基础是形貌衬度，而非二次电子衬度。二次电子衬度会带来形貌假象，但也会帮助我们观察并区分一些特殊的样品信息。不同的样品信息适合用不同的衬度信息来表现，故辩证的关系无处不在。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.2.2二次电子对图像细节分辨能力的影响 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形貌衬度是形成扫描电镜表面形貌像的基础，其他的各种衬度信息叠加在形貌衬度上，才能形成完整的表面形貌像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 无论表面形貌像是如何构成的，信息源都是二次电子和背散射电子。其在样品表面的溢出区大小，必然会对表面形貌像的细节分辨产生影响。电子信息的能量越大、影响也越大。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子能量弱，对样品表面细节影响小，是对松散样品（如介孔、气凝胶）的几纳米细节观察的首选信息。它的含量越大这类信息表现得就越充分。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/31aa0262-e51d-443f-a364-08789d18ec66.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 低倍下，观察细节受信号扩散的影响减弱，充足的形貌衬度将成为主体。此时选择样品仓探头从侧面观察，结果更佳。 /p p style=" text-align:center" span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a3eed5c6-6b8c-406f-841c-5d6e833fe40b.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上多个实例表明，形成样品表面形貌像的基础在于形貌衬度。其余的各种衬度信息叠加在形貌衬度之上共同形成完整的表面形貌像。不同的信息需求必须采用不同的应对方案，才能获取最佳的测试结果，这是一个辨证的关系。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.3 荷电现象与二次电子 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品表面因电荷累积形成静电场，影响电场及周边电子信息的正常溢出，产生所谓的荷电现象（这一现象今后将有专文探讨）。二次电子由于能量弱因此更容易被该静电场所影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span br/ /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/f0392819-a938-40e5-8c23-1632be9b39e1.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 荷电场对高角度二次电子的溢出影响更为明显，因此样品信息中高角度二次电子含量越多，图像的荷电现象会更严重。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 下面以介孔硅KIT-6图像为例来说明。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/e8c31c1e-1dfe-47c7-9c45-6cbc63323c92.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-indent: 2em " 采用样品仓探头接收样品信息，工作距离也会影响荷电现象。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3ee8d1e3-a752-4eb9-ab69-a1abc9e4de99.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.4二次电子是否拥有Z衬度信息？ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 同一个加速电压下，样品的不同密度及原子序数，二次电子的激发量还是存在衬度差异，但该衬度差异不如背散射电子强烈。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/ade275e0-9420-49b5-8370-039102e48b70.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.5 SE1\SE2\SE3\SE4指的是啥？对测试结果有啥影响？ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 依据目前各电镜厂家的描述：SE1指的是电子束直接激发并溢出样品表面的二次电子，SE2是样品内部各种散射电子激发并溢出样品表面的二次电子，SE3\SE4是散射电子、入射电子所激发的样品仓内的各种二次电子信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp SE1是形成高分辨表面形貌像的关键信息。其扩散范围小，基本在电子束直径的周边，对样品表面形貌细节影响也最小。同等条件下该信息含量越充足，图像清晰度及细节分辨力越优异。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp SE2离散度较高，加速电压越高其产额和离散度也会越大。当SE2成为样品表面形貌像的主导信息时，表面形貌像的图像分辨力会大大降低。这是过高加速电压图像分辨能力差的主要缘由。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp SE3\SE4是杂散信息，产额越多对结果影响越大。电镜厂家在镜筒设计过程中都会将这一因素的影响压倒最低。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 选择加速电压时要充分考虑其对SE1\SE2产额的影响。在满足测试所需的电子束发射亮度的情况下，加速电压越低越好。要获得这样的结果，扫描电镜的本证亮度就要大。（可参看经验谈1） /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.6二次电子与电位衬度 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品表面的少量静电场会引发该处信号异常溢出，当静电场弱小到不对图像的形态产生影响时，就形成了所谓的电位衬度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电位衬度主要影响的是能量较弱的二次电子，对背散射电子的溢出量影响较小。电位衬度可以在材料缺陷的分析上提供帮助。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 下面是我在为某单位进行样品测试时遇到的两个实例。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/4ac1d2e5-0460-4c65-8665-53c12c818eeb.jpg" title=" 10.png" alt=" 10.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 从左至右，探头选择依次是U\UL\L，背散射电子含量依次增多。但图像Z衬度却反常的依次减弱，直至消失。因此考虑这是否是少量有机物形成轻微荷电场所产生的电位衬度，并不是我们日常所见到的Z衬度信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 放大后看到有亮点经电子束轰击后消失，图像缩小可看到明显碳污染的存在，故可判断该现象是有机物污染所形成。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/1b672cd4-42ee-463f-83bd-eba4761cab2f.jpg" title=" 11.png" alt=" 11.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 上述现象如同上例所存在的探头切换时Z衬度的异常变化，只是高倍轰击并没有出现碳沉积现象。说明此处异常亮并非有机物附着形成，可能已经被有机物氧化，能谱分析此处氧含量偏多。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 用户对设备清洗后这些现象都消失。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 二、背散射电子 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 与入射电子束方向相反的散射电子，称为背散射电子。其能量与入射电子相当，在样品中扩散范围较大，加速电压越大扩散体也越大，对图像细节影响也越大。背散射电子在样品表面溢出范围也不均衡。由于高角度背散射电子形成几率小，因此溢出量少，低角度背散射电子产生的几率较高，因此溢出量较多。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/dd47d4a8-592f-477d-8a4c-2dec993cd022.jpg" title=" 12.png" alt=" 12.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 背散射电子图像拥有如下特点：Z衬度与晶粒取向衬度好、受荷电影响小、信号扩散区大、极表层信息缺乏、电位衬度较差。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.1背散射电子和二次电子的图像对比： /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/c95317fd-f9ce-4958-8c78-563d172684fa.jpg" title=" 13.png" alt=" 13.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.2背散射电子进行的晶粒结构及取向分析 /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/7aeb4551-2ef4-47d5-91fb-99fc1df796e7.jpg" title=" 14.png" alt=" 14.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 背散射电子的溢出量不仅受到样品原子序数及密度的影响，晶体材料的晶体结构及取向也会对背散射电子的溢出量及溢出方向产生影响，形成的晶粒取向衬度（电子通道衬度）更明析。但是要形成足够的衬度差异，需要晶粒存在较大的取向差、足够的体积、密度及整体平整度。要获取该种类的样品信息，样品平整度处理十分重要。切割、抛光处理是常备的制样方式。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 利用背散射电子衍射（EBSD）所形成的菊池花样对晶粒取向及构造进行分析，所获得的取向精度得到极大的提升，达到0.1° ，分析内容也更为充分。是目前利用扫描电镜进行晶粒结构和取向分析最权威、最充分且是最常用的技术手段。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/5e34d2af-f814-40d7-9c7a-b8be561439d8.jpg" title=" 15.png" alt=" 15.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 无论是直接利用背散射电子获取晶粒取向衬度还是通过EBSD来对晶粒进行观察和分析，信息源都是背散射电子。离开背散射电子，扫描电镜将无法充分的进行晶体材料结构及取向分析。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.3背散射电子图像的分辨力 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压、样品特性、信息需求、探头的性能和位置都影响着背散射电子图像的分辨力。在谈论图像分辨力时不能脱离条件的限制。比如观察样品的Z衬度信息，背散射电子形成的图像比二次电子形成的图像拥有更好的细节分辨；要观察样品内部的信息，加速电压低了是无法观察到的； YAG材质的探头比半导体材质的探头更适合低加速电压观察，样品表面信息分辨好。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 但总体来说背散射电子在样品中的扩散比二次电子来的大。对样品表面形貌像的细节干扰较强、较为明显。背散射电子含量越大，高倍率图像的清晰度也越差。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 三、结束语 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子和背散射电子是扫描电镜形成样品表面形貌像的两个重要信息源。但形成表面形貌像的基础却是探头所获取的样品表面各种信息的衬度，而不是选用了那个信息源。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 如同用不同颜色的光去观察一个物体。无伦选用哪种颜色的光，形成物体图像形态的关键都是对物体的观察角度。不同的观察角度，图像的形态不同。而不同颜色的光只是给这个物体染上了颜色。不同亮度的光可以在一定程度上影响物体图像细节的辨晰度，却无法影响物体图像的形态。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 图像上的明、暗差异被称为图像衬度，是形成图像的基础。噪点及亮度、对比度的调整也会对其产生影响，但与成像有关的是各种信息衬度。图像的衬度主要由各种信息的衬度所形成。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 形貌衬度、Z衬度、晶粒取向衬度（电子通道衬度）、二次电子衬度、边缘效应、电位衬度是形成扫描电镜图像的几个主要衬度信息。其中形貌衬度是基础，其余的衬度信息叠加在该衬度之上，共同形成扫描电镜的各种图像。不同的样品表面信息需要用不同的衬度信息来表现，才能获得最佳的效果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp 样品表面形貌的高低位置差异形成扫描电镜图像的形貌衬度。形貌衬度主要受探头接收样品信息的角度影响。对形貌衬度产生主要影响的因素分为两个层次： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.倍率越低，形貌的高低位置差异越大，要求的形貌衬度较大，探头、样品和电子束三者间形成一定的夹角才能满足形貌衬度的形成需求。此时这个夹角就是关键因素，对样品仓探头的充分运用才能保证我们获取更为丰富的表面形貌像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.高倍下形貌高低位置差异减少。对形貌衬度的要求较小，样品信息的溢出角度所形成的形貌衬度即满足形貌像的需求，此时信息扩散对细节的影响成为主导因素。采用小工作距离、镜筒探头这一组合观察时，接收的二次电子较多，对形貌细节的影响较少，此时形成形貌衬度的主导因素是样品的低角度电子信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp 二次电子和背散射电子做为形成样品表面形貌像的信息源，必然会对表面形貌像形成影响，其影响主要表现在信号扩散对细节的掩盖，相对来说二次电子对样品表面细节的影响较小。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子和背散射电子形成的各种衬度信息（Z衬度、晶粒取向衬度、边缘效应、二次电子衬度电位衬度等）是我们进行样品表面形貌观察及分析的重要依托。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子有利于减少信号扩散的影响，其电位衬度、边缘效应、二次电子衬度极为充分，利于展示样品的某些特殊信息，但这些衬度也会带来一些假象。必须辩证的认识，合理的使用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子的溢出量容易受到样品表面荷电场的影响，形成样品表面的荷电现象。高角度二次电子更加容易受到荷电场的影响，它的含量越大，样品表面的荷电现象越严重。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 背散射电子有利于表现Z衬度、晶粒取向衬度等信息。因其本身能量较大，溢出量不易受样品表面荷电场的影响，被视为应对样品荷电现象的有效方法之一。但也正是因为能量较大，在样品中扩散范围也相对较大，使得高倍时图像清晰度较差，不利于低于20纳米的样品细节的展现。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 我们在运用二次电子和背散射电子作为信号源来形成样品表面形貌像时，应当依据样品特性以及所需获取的信息特性，对症下药用辩证的思维方式来指导我们选择合适的测试条件。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 参考书籍： /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同2009年2月1日 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 华南理工出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 《微分析物理及其应用》 丁泽军等& nbsp & nbsp & nbsp 2009年1月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中科大出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 《自然辩证法》& nbsp 恩格斯& nbsp 于光远等译 1984年10月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 人民出版社& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《显微传》& nbsp 章效峰 2015年10月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 清华大学出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 日立S-4800冷场发射扫描电镜操作基础和应用介绍 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 北京天美高新科学仪器有限公司& nbsp 高敞 2013年6月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong & nbsp 作者简介： /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 100px height: 154px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/057cf6d3-2db1-4141-b27e-367cdc453e09.jpg" title=" 林中清.jpg" alt=" 林中清.jpg" width=" 100" height=" 154" border=" 0" vspace=" 0" / 林中清，87年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累，渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论，使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案，在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破，其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。 /p p br/ /p

尊敬的客户： 您好！ 欧波同有限公司长期专注于微观纳米技术应用解决方案的研发与推广。经过 数年发展，欧波同有限公司作为蔡司、牛津、GATAN 公司战略合作伙伴，目前 已经成为中国最大的微纳米显微方案供应商。为了推动 EBSD 技术及电子显微学 的进步和发展，提高广大显微学工作者的学术及技术水平，促进显微学在物理学、 材料学、生命科学、化学化工、环境、地学等领域的应用，欧波同有限公司、牛 津仪器有限公司、GATAN 公司三方联合于 2015 年 7 月 24 日举办 2015 年电子 背散射衍射（EBSD）应用分析及样品制备技术研讨会。 本次会议将邀请电子显微学应用专家、EBSD 应用专家、EBSD 样品制备专 家、SEM 样品制备专家等进行相关领域的应用实例分析报告，同时将以欧波同 有限公司专业化的 DEMO 实验中心为平台，为用户提供现场体验微纳米分析技 术设备——蔡司电子显微镜，晶体学分析设备——牛津 EBSD 及 EBSD(SEM)样 品制备技术设备——GATAN ILION 697 氩离子束抛光系统的一站式操作。欢迎 您的到来！ 会议主要议程安排 7 月 23 日下午报到入住 7 月 24 日9：00~12：00 专家报告12：00~13：00 午休13：00~17：00 DEMO 机考察及演示 会议主要内容： 国内知名 EBSD 应用专家进行专题讲座，主要内容为 EBSD 在相关领域的应 用实例；欧波同公司扫描电镜最新技术以及仪器操作技巧介绍；牛津公司介绍仪器的最新技术以及仪器设备维修与维护技巧；GATAN 公司 EBSD 样品制备技术及结合 EBSD 的拓展应用介绍；难处理扫描电镜样品制备的方法，包括镀层样品、电子半导体样品、高分子 复合材料等截面样品制备，岩石矿物等孔隙样品制备等。DEMO 机考察及演示（欧波同 DEMO 实验中心）；会议地点欧波同有限公司 DEMO 实验中心（北京市朝阳区高碑店乡西店村 1106 号源创空 间大厦 F16 室） 会议费用 欧波同提供会务费并赠送精美小礼品，差旅费自理！报名咨询联系人：刘丹、黄杨 联系电话： 15140813412 18804252487Email邮箱：shchb02@163.com optonpo02@163.com 会议地图会议附近宾馆选择建议 盛然快捷酒店（距离源创空间大厦约为 560 米，8 分钟）地址：北京朝阳区国粹苑西店 1061 号 协议价格：标准间 268（协议公司：北京欧波同光学技术有限公司） 电话：010-87706262 七天连锁酒店（北京四惠地铁站店）（距离源创空间大厦约为 1.0 公里，14 分钟）地址：北京通惠河畔南岸盛世龙源 11 号协议价格：标准间 257 元（协议号码：95107839） 电话：010-87706977 如家快捷酒店（北京四惠店） （距离源创空间大厦约为 1.4 公里，19 分钟）地址：北京朝阳区百子湾石门村路 2 号（金都杭城南侧） 协议价格：标准间 223 元（协议公司：北京欧波同光学技术有限公司） 电话：010-67712211 诚辉国际商务会所（建国路店） （距离源创空间大厦约为 1.6 公里，22 分钟）地址：北京朝阳区建国路 72 号（四惠交通枢纽西侧 300 米） 协议价格：标准间 259 元（协议公司：北京欧波同光学技术有限公司） 电话：010-65561188

一、系统组成 DCM-100系列超低浓度烟尘在线监测系统是专为超低浓度烟尘监测量身打造的一款系统，具有极高的灵敏度和系统可靠性，符合我国环保政策对超低浓度烟尘监测的相关要求。系统主要由采样探头、预处理单元、测量单元、二次仪表、风机单元等组成。烟道内烟尘经过采样探头单元抽取到测量单元以供分析，并将分析后的废气排回烟道。预处理单元主要为烟尘加热，使烟尘温度在露点温度之上，消除液态水滴对测量的影响。测量单元完成对抽取烟尘的分析计算。风机单元则主要是对射流泵提供动力。二次仪表箱与测量单元完成实时通讯，显示测量结果、系统运行状态、报警信息等，并控制整套系统的加热、标定等功能。 二、测量原理 DCM-100系列超低浓度烟尘在线监测系统采用抽取式技术路线，从烟道中抽取部分烟气，经过探杆取样管，进入加热室预热到140℃以上，预热后的测试气体被送入测量池进行测量，然后通过射流泵和探杆排气管回到原烟道。 测量采用激光前向散射原理，激光器发射的激光束经过测量池，激光束照射烟尘颗粒，产生散射，收集散射面特定角度的前向散射激光信号，该散射信号与烟尘浓度成函数关系，以此计算烟尘浓度。通过前向散射信号接收，可获得极高的烟尘浓度检测灵敏度。 三、系统特点 1.采用抽取预处理结合激光前向散射技术，具有极高的灵敏度和可靠性，适合湿烟气的超低浓度在线监测； 2.量程可调，0～10.0mg/m3，0～200.0 mg/m3根据需求设定； 3.抽取样气经过恒温预热，消除湿烟气冷凝引起的测量误差； 4.连续的清洁空气吹扫，保护内部光学器件不受污染； 5.高端智能控制技术使用，实现零点和满量程自动标定以及光学表面污染的自动监测和校正； 6.便利的人机交互功能，二次仪表采用7.0英寸，800×480图形点阵，64K色触摸屏，时尚大气； 7.运行数据可存储，仪表具有SD卡存储功能； 8.配备上位机软件，运行和维护极其方便； 9.简洁并人性化的界面设置，操作方便、功能强大。 四、行业应用 燃煤锅炉烟气脱硫下游粉尘排放测量； 垃圾湿式净化器和垃圾焚烧厂粉尘排放测量； 工业生产过程中湿废气的粉尘含量等。 创新点：1、本设备采用石英导光棒作为光信号收集方式和传输方式。相较于直接使用光纤耦合的光信号收集方式，本设备采用的导光棒对入射光的角度不敏感，光信号的接收面积更大，使得在相同的噪声背景、相同的粉尘浓度下信噪比更高。相较于使用环形或其他形式反光镜的光信号收集方式，本设备采用的导光棒能够更有效的采用吹扫气保护，而反光镜方式的反光镜面积更大，形状不规则不容易进行吹扫保护，更容易受到污染，导致可靠性降低。另外采用石英导光棒作为光信号收集方式调光更容易、简单，导光棒耐高温等性能优于光纤、反光镜。 2、本设备具有一种可折叠校准机构，可在设备运行时自动将校准机构移动至测量光路，从而完成对光路的污染情况检查，对设备的零点、量程自动校准，全过程无需人为干预。 大方科技超低浓度烟尘连续监测系统

项目编号：OITC-G220571963项目名称：中国科学院过程工程研究所聚焦离子束场发射扫描电子显微镜、X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪采购项目预算金额：630.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：630.0000000 万元（人民币）采购需求：1、采购项目的名称、数量：包号品目货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品采购预算（万元人民币）11-1聚焦离子束场发射扫描电子显微镜1是3951-2X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪1是235 投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。

一、项目编号：OITC-G220571963（招标文件编号：OITC-G220571963）二、项目名称：中国科学院过程工程研究所聚焦离子束场发射扫描电子显微镜、X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪采购项目三、中标（成交）信息供应商名称：国药（上海）医疗器械实业有限公司供应商地址：中国（上海）自由贸易试验区正定路530号A5库区三层2号仓库中标（成交）金额：629.9000000（万元）四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 国药（上海）医疗器械实业有限公司 聚焦离子束场发射扫描电子显微镜；X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪 Thermo Fisher Scientific Helios 5 UC Compact730M 1套 ¥6,299,000.00

2024年3月22日，国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项——“高精度电子背散射衍射探测器研制”项目启动暨实施方案论证会在项目牵头单位——浙江祺跃科技有限公司（以下简称祺跃科技）所在地杭州桐庐成功召开。会议现场会议邀请浙江大学张泽院士、中国科学院上海硅酸盐研究所陈立东院士，跟踪专家中国科学院高能物理研究所刘宇研究员、中国仪器仪表学会分析仪器分会吴爱华秘书长以及同行专家中国科学院宁波材料研究所卢焕明教授级高工、浙江工业大学郑遗凡教授和重庆大学辛仁龙教授出席。陈立东院士发表讲话会议伊始，陈立东院士、祺跃科技张跃飞总经理、桐庐科技局副局长钟罗洪发表讲话，预祝项目取得圆满成功，助力材料科学研究和技术创新，赋能新质生产力。曾毅汇报项目总体实施方案紧接着，项目负责人、中国科学院上海硅酸盐研究所曾毅研究员对项目总体实施方案进行了详细汇报，介绍了项目的基本情况、预期成果与指南符合情况、关键技术与实施方案、项目里程碑计划、项目实施机制与经费管理以及项目近期进展。曾毅介绍，电子背散射衍射探测器（EBSD）作为扫描电子显微镜（SEM）、聚焦离子束（FIB）的关键部件，可拓其应用范围，实现高精度微区晶体学显微结构分析，广泛应用于材料、地质、冶金和半导体等重要科研和生产领域。然而，目前我国在EBSD技术方面完全依赖进口。为打破国外垄断，同时满足纳米尺度晶体信息表征需求，亟需研制具有自主知识产权的高精度EBSD。该项目由祺跃科技、中国科学院上海硅酸盐研究所（以下简称上海硅酸盐所）、中国科学院国家空间科学中心（以下简称空间中心）和中国科学院电工研究所（以下简称电工所）共同承担，集各方优势技术，加快攻克高精度EBSD研制难题。各课题负责人汇报该项目分为三个课题，课题一由空间中心与电工所承担，空间中心副研究员郑福作为课题负责人，研究目标为实现衍射花样的高灵敏度成像，研制紧凑型、高动态范围sCMOS相机；课题二由上海硅酸盐所独立承担，上海硅酸盐所副研究员王墉哲担任课题负责人，研究目标为研制新型稀土掺杂的高电光转换效率磷屏，研制高精度菊池带边缘识别、增强与取向标定算法，实现探测器的高空间分辨率和高取向精度；课题三由祺跃科技与上海硅酸盐所承担，祺跃科技总经理张跃飞作为课题负责人，研究目标为实现EBSD与电镜集成，以及性能参数匹配与优化，验证并完整探测器在材料中的应用研究，形成EBSD探测器工程化生产能力。三个课题紧密联系，互为支撑。课题一与课题二主要聚焦于提高衍射花样标定精度，课题三则致力于实现自动化集成。三个课题负责人分别汇报了具体研究内容和实施方案。张泽院士作总结发言汇报结束后，专家组对项目汇报内容进行了全面而深入的质询与讨论，形成一致意见，建议通过论证。此外，专家组也提出了宝贵建议，即以应用需求为导向，进一步明确项目攻关目标的定位与特色。最后，张泽院士作总结发言，他强调，EBSD的研制不仅要在“测得准、测得快”这一基础上不断精进，更要瞄准国家的重大需求，如解决高端制造业面临的残余应力测量难题，将技术研发与实际应用紧密结合。他认为，只有突出特色，国产EBSD才能在激烈的市场竞争中异军突起。会议的圆满召开，标志着这一重大科研项目正式拉开了序幕，为EBSD国产化迈出了第一步。项目成员合影22日下午，在张跃飞总经理的带领下，与会人员参观了祺跃科技的研发实验室、工程化生产基地等。祺跃科技在前期的发展中积累了丰富的技术资源和产业基础，其原位扫描电镜设计研制能力、扫描电镜成像探测器研制共享平台与技术基础、工程化生产基地与示范应用中心、研发生产与销售服务体系等为项目的工程化生产奠定了坚实基础。参观祺跃科技

崂应1089K型 β射线烟尘检测器 一、产品概述 本仪器是采用β射线吸收原理，实现固定污染源排气中颗粒物浓度现场监测，可直接读取数据并不受颗粒物大小、形状等其他理化性质影响。不仅测量精度高，而且轻巧便携，可灵活拆卸组装，特别适合超低排放工况使用。二、执行标准GB/T16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T 397-2007 固定源废气监测技术规范DB37/T 3785-2019 固定污染源废气 颗粒物的测定 β射线法三、产品特点β射线吸收原理，不受颗粒物大小、形状等其他化学性质影响，现场自动测算尘重及排放量采用低活度的14C β射线源，安全可靠最低检出限是0.1mg/m3，可满足超低工况监测要求采用滤带式采测异工位结构设计，采样与测量过程分离，避免关键元器件污染，保证测量精度钛合金取样管全管路采用智能高效加热控制，气路内壁采用超光洁工艺加工，减少颗粒物损失，保证测量精度滤膜前后位双重加热，提升滤膜烘干效率，防止烟气冷凝对测量结果造成影响取样管采用独特的对接设计，可实现快速拆装，且可多角度转动，方便运输和使用内置式皮托管，外观简洁，操作便利；皮托管采用模块化设计，方便拆卸，降低维修成本具备滤带用尽前预警和纸带用尽、断裂报警功能采用滤带式设计，一次安装长时间使用，并可实现短期在线监测功能。使用惰性材料校准膜校准，使数据更加准确。主机模具化设计，小巧轻便，重量约4.1kg内置阻容法湿度传感器，可直测烟气含湿量具备USB接口，可实现U盘程序升级采测流程顺畅，自动完成，工作效率高预留无线数据传输功能，可与无线烟尘采样器连接，简化管路连接多样化搭配组合：①采用崂应3012H-D型 大流量低浓度烟尘/气测试仪（18款）作为动力主机：流量大，负载高，采样/直读双模式。②采用崂应3012H-C型 自动烟尘气测试仪作为动力主机：尊享无线数据传输功能，简化管路连接。仪器内置电子标签，支持仪器出入库管理平台说 明：1、以上内容完全符合国家相关标准的要求，因产品升级或有图片与实机不符， 请以实机为准,本内容仅供参考。创新点：1、等速采样烟尘直读 2、全程高效加热 3、采测异工位结构设计 4、标准采样头 崂应1089K型 β 射线烟尘检测器

作者：马尔文仪器公司纳米颗粒及分子鉴定产品营销经理 Stephen Ball 　　动态光散射(DLS)是一项用于蛋白质、胶体和分散体的极具价值的粒度测量技术，其应用范围可轻松扩展到1 nm以下。本文中，马尔文仪器公司产品营销经理Stephen Ball将向您介绍DLS的工作原理，并就购买光散射系统时的关注事项为您并提供一些专业建议。 　　通过观察散射光，可以测定粒子分散体系或分子溶液的特性，如粒度、分子量和zeta电位。光散射系统充分挖掘利用这些特性之间关联，并在近几十年间经过不断完善，目前已经能为常规实验室应用提供高度自动化的检测。利用光散射仪器的检测快速而高效，可用来表征分散体系、胶体和蛋白质。 　　理论上，光散射仪器中使用的各种技术看起来可能很相似，但它们的功能和检测结果却在实际应用中千差万别，从而对仪器的寿命期价值产生显著影响。光散射系统中的组件和设计的差异也会导致数据质量及仪器适用范围产生很大的差异。例如，某些光散射系统可通过测量蛋白质电泳迁移率对蛋白质电荷以及粒度进行测定，从而成为生物制药应用中高效的选择方案。 　　撰写本文的目的在于为考虑采用动态光散射DLS技术的读者提供一个入门指南。本文将考察DLS的主要用途、应用领域，尤其会侧重系统设计中对于特定性能的重要性，从而为那些正为自身需求而关注DLS技术的用户提供背景信息和理论支持。 　　了解基本知识 　　当我们要开始对一种新的分析技术进行评估时，第一个重要步骤就是要了解它的基本工作原理。DLS的优势之一是它操作非常简单，而这直接源于它的测量原理。 　　由于热能，溶剂分子不断运动，和悬浮的颗粒物产生碰撞，使得分散体或溶液中的小颗粒做无规则的布朗运动。可以通过观测散射光随时间的波动性得到颗粒布朗运动的速度，这种技术被称为光子相关光谱法(PCS)或准弹性光散射法(QELS)，但现在通常称作动态光散射法(DLS)。 　　斯托克斯 - 爱因斯坦方程定义了颗粒布朗运动速度与颗粒大小之间的关系： 　　 　　其中，D = 扩散速度， k = 波尔兹曼常数，T = 绝对温度，h = 粘度，DH = 流体力学直径 　　上述关系式清楚地表示了在样品温度和连续相粘度已知的情况下，如何根据扩散速度测定粒径。尽管必须是控制检测温度，但很多商用仪器还是会对温度进行测量 而对于许多分散剂，尤其是水而言，粘度是已知的。在很多情况下，DLS实验所需的补充信息也仅仅是粘度测量。 　　DLS的优势 　　DLS固有的操作简便性意味着操作者无需具备很强的专业知识就能得到详尽而有用的数据，这个优点在最新的高度自动化系统中表现得尤为明显&mdash &mdash 一般分析只需要几秒钟的时间，并且分散剂的选择余地比较大，不管是水性还是非水性的，只要它们呈透明状并且不太粘稠，就都可以使用。这种测试方法所需的样品量也很小，最少时只需要几微升即可，这一点对于涉及宝贵的样品的早期研究而言是极具吸引力的。 　　实际上，DLS法在测量0.1 nm ~ 10 µ m范围的粒径时十分出色。它在测量小颗粒方面的能力尤为突出，对于绝大多数待测体系提供2nm及以上的准确、可重复的数据。从理论上讲，检测低密度分子的粒径仅仅受到仪器灵敏度的限制，但对致密颗粒而言，沉降是可能导致分析不准确的一个潜在问题。例如，对于密度为10g/ml的颗粒，最大检测粒径通常会限制在大约100nm以内。 　　无论是稀释样品还是混浊样品都可以用DLS法来进行测量，可分析的浓度范围最低可至0.1ppm，最高可达40%w/v。不过，由于样品浓度会大大影响其外观尺寸，因此当粒子含量较高时对样品的制备需要加倍小心。 　　上述适用的粒径和浓度范围以及该测量技术的高重现性(粒径20nm时可达到+/- 0.1nm)，使得DLS这种测量方法具有广泛的适用性。比如，它特别适合检测平均粒径的细微变化，这种变化可能会反映出胶体样品的稳定性 它也可以测得少量聚集体的出现。上述这些现象很有可能是某种样本解体的前兆，当用于药物的蛋白质研究时，这类情况的出现有可能对药物性能产生不利甚至有害的影响。 　　DLS法的局限性 　　DLS方法的大多数局限性可以或已经通过对实验操作过程进行改进，或对DLS技术进行改进来加以克服 但在区分仪器类型，尤其是对于那些要求异常苛刻的应用而言，它的局限性仍然值得我们加以关注。一般来说，DLS使用过程中遇到的大多数问题是出于以下原因： 　　&diams 存在较大的颗粒 　　超出仪器最高量程范围的颗粒应该事先被过滤掉。或者，如果大颗粒的存在量极少也可以通过软件进行处理。 　　&diams 沉淀 　　这种现象在较为致密的颗粒中尤其比较容易出现。提高分散液密度是比较有效的抑制方法(比如在系统中加入蔗糖)，但这种方法仅适用于密度不高于1.05 g/ml的样品体系。 　　&diams 分辨率较低 　　DLS不属于高分辨率的技术。当样品的粒度分布排列十分密集，且存在三种以上的粒度分布差异时，DLS 将无法对多重分散样品进行精确表征。在这种情况下，建议最好在测量之前对样品进行分离 而在测量方法上，则需要将DLS与制备技术如凝胶渗透法或尺寸排除色谱法(GPC / SEC)和(或)流场分离技术(FFF)联合使用。 　　&diams 多重光散射 　　多重散射是指从一个颗粒发出的散射光在到达探测器之前又会被其它粒子再次散射，在较致密的样品中，这种现象会使粒径计算的精确度受到影响。背散射检测器以大于90° 的角度进行测量，大大抑制了这一现象，从而扩大了该技术的测量范围。 　　&diams 分散剂的选择 　　虽然大多数分散剂都适用于DLS，但如果分散剂粘度大于100mPa.s，往往会影响测量的可靠性，另外分散剂对光的吸收也会对检测产生干扰。比如有色样品的散射光强度可能会有所降低。一种可行的解决方案是根据系统的灵敏度，采用不同的激光波长进行分析或对样品进行稀释。样品中的荧光也会对信噪比造成影响，但可以通过使用窄带滤波器来解决，以排除荧光杂散光的影响。 　　界定DLS检测仪的特性 　　上述的讨论是在对DLS仪器的界定特征进行检验的背景下展开的。对于任何分析技术，灵敏度都是最基本的要素，对于DLS系统，这方面的性能是由光学硬件和相应的设置来确定的。稀释度较高时，具有优越光学设置的系统能对较小的颗粒进行可靠测量，但对于在这些功能方面要求不高的应用而言，替代方案可能会更为经济。光学设置的主要元件包括： 　　&diams 激光源 　　具有低噪特性的稳定激光源最为合适，如某些氦氖气体激光器。也可以使用某些特定的固态激光器，但价格要贵得多 低成本的固态激光器使测量结果的精度和可重现性受到极大影响。 　　&diams 光学设置 　　光学设置的核心是进行测量的散射角。测量角固定于90o 时，可使系统简便而经济高效，为许多应用(见图1)提供合适的灵敏度级别。这类系统已得到广泛使用。 　　当实验需要灵敏度更高，或样品浓度更高时，最好选择较大的测量角度。例如马尔文仪器公司Zetasizer Nano系列激光粒度仪，采用非侵入式背散射检测器 (NIBS)，将测量角度调到175o(参见图1)，扩大了颗粒粒度与浓度的测量范围。由于入射光无需通过整个样品，因此显著减少了多重散射引起的测量不准确性，同样也排除了大灰尘颗粒的影响。 　　在上述两种类型的设置中采用了光纤光学收集组件，其提供的信噪比优于传统的相应部件，从而大大提高了数据质量。 　　&diams 检测器 　　检测器有两种类型：一种是便宜、灵敏度较低的光电倍增管PMT，另一种是较昂贵的、性能更好的雪崩光电二极管检测器(APD)。后者宣称效率高达65%，远远优于替代产品PMT4-20%的效率，从而使数据收集最大化，测量速度更快、质量更高。 　　要获得精确的DLS测量，另一项基本要求是必须对温度进行很好的控制。如同分散剂粘度一样，颗粒的布朗运动也直接和温度相关，因此温度控制较差造成的影响非常严重。例如，在环境温度下对水性体系进行测量，1oC的温度误差将导致2.4%的检测结果偏差，超过ISO13321 [1] 标准规定的+/-2% 或更新的 ISO 22412[2] 标准规定的范围。对于使用的各类比色皿，DLS仪器温度控制的合理目标是 +/-0.2oC。 　　比起在检测仪外部连接水浴装置，内置温度控制器在使用上更加方便，在测量精度、稳定性和重现性方面也更加可取。此外，具有高性能控制系统的仪器，既能进行快速的系统预热，又能迅速调整温度，从而对温度变化所产生的影响(如蛋白质热不稳定性)进行研究。 　　日常使用 　　当选择仪器时，评估整体性能特点尤为重要。然而，如果每天使用一个不太符合操作要求的系统所造成的不便会令人非常烦恼，甚至不想再去用它。因此，当需要在最终几个备选仪器之间进行选择时，以下几个问题是值得考虑一番的： 　　&diams 我最重要的需求是什么：速度还是准确性? 　　&diams 我的样品粒径的范围? 　　&diams 我要测量的样品属于什么类型，比如是否有毒?或者具有特别强的腐蚀性? 　　&diams 今后仪器的操作者是专家还是新手?他们具备多少关于光散射的专业知识? 　　速度与准确性 　　DLS测量通常成批进行，样品通常不同、且体积较小。测量时间一般按照能达到要求的重复性水平设置，但一般不大会超过几分钟。不过，分析效率可能因样品制备和系统清洗要求而有所不同，不同系统的使用方便性也会有较大的差异。如果DLS系统被用作 GPC/SEC 检测器，系统将设置为流体工作模式。由于样品流经仪器，为达到必要的精度，测量必须在短短几秒钟之内完成。 　　具有良好测试速度和准确性的仪器通常都价格较高，但考虑使用寿命期的成本更为重要。考虑到因不能满足重复性标准而进行反复实验所花费的时间和成本，以及因仪器装备不能满足常规实验室使用要求而造成的分析效率下降等因素，更昂贵一些的系统也许更能体现物有所值。 　　适用于各种样品类型的比色皿 　　大多数光散射系统在批量样品分析期间使用各种比色皿池或比色皿来盛放样品。它们通常是塑料(通常是聚苯乙烯)、玻璃或石英材质的，但大小各不相同。样品的最小用量取决于光学设置，通常为2-3 ml。不过，如果不考虑任何样品回收要求，也有一些系统测量只需要2µ l的样品用量。 　　一次性塑料比色皿无需清洗，消除了交叉污染的风险，特别适用于盛放有毒材料 有些比色皿只有50 &mu L大小。采用比色皿可以避免产生&lsquo 非比色皿&rsquo 系统(即把样品直接放在玻璃片上进行测量)因清洗不彻底而导致测量不准确的问题。石英比色皿具有更佳的测量质量，尤其是用于低浓度或小粒径样品时，这是因为石英材料具有优异的光学特性和抗划伤性。 　　减轻分析负担 　　光散射通常只是许多研究人员在实验室中常规使用的多种技术之一。仪器操作者可能不是光散射方面的专家，因而仪器操作的简便性是很有帮助的。 　　一些DLS系统在数据收集过程中即对数据进行评估，剔除因大颗粒存在而被污染的结果。这类些系统有助于提高样品制备的速度和容许范围。粒径大于10微米的颗粒主要发生向前散射，因此含背散射检测器的仪器对这些颗粒的存在不太敏感。测量浓度范围宽的系统尽可能降低了样品稀释的需求，进一步提高了测量效率。 　　大多数现代化测量系统在数据采集过程中都无需操作员干预，从而减少了分析师的工作量，并提高测量的可重复性。但是有些比较复杂的样本可能需要采用特殊方法进行测量，因此应在标准操作程序(SOPs) 中包含这些特殊方法，从而确保应用的标准化。 　　虽然自动测量现在已很普遍，但在内置数据分析支持程度方面，不同仪器之间的差异很大。如果是给非专业人员使用的光散射测量系统，那么含有内置数据分析和专家意见的先进软件将极富价值，就好像在电话另一端有一位可靠的、活生生的专家一样。 　　总结 　　DLS是一项比较成熟的技术，可为各种类型的样品进行粒径和分子尺寸测量。因此，在选择仪器时，必须将系统能力与用户要求紧密联系起来，使两者相匹配。光散射系统在测量粒径的同时，还可以测量分子量、蛋白质电荷和Zeta电位，甚至还能具有微流变学测量功能。 　　不同系统之间的灵敏度有很大差别，如同在高浓度下也能进行测量一样，也可对各种大小的颗粒或分子进行有效的测量。与那些90o 度探测器相比，背散射仪器具有很实际的优势。 　　除了性能以外，还有其它因素也会影响仪器使用寿命期内的价值，包括易于清洁 能获得的支持以及友好的用户软件界面。无论是什么规格的仪器，最好的建议是在购买前进行测试，看看你能否轻松得到有用的数据。DLS问世已经多年，因此不论你的用途是什么，你都可以期望拥有一套有使用针对性的、富有成效并且易于操作的测量系统。 　　结束 　　参考文献： 　　[1] ISO 13321 (1996) 粒度分析 - 光子相关光谱。 　　[2] ISO 22412 (2008) 粒度分析 - 动态光散射 　　[3] GPC / SEC静态光散射技术说明，(马尔文仪器公司白皮书)。下载网址：www.malvern.com/slsforgpc 　　[4] www.malvern.com/aurora 　　图片 　　图1：DLS系统的关键组件包括(1)激光器，(2)测量单元，(3)检测器，(4)衰减器，(5)相关器和(6)数据处理PC。探测器可置于90° 或更大的角度，例如这里所显示的NIBS检测器设置在175° 。 　　图2：在悬浮液稳定性研究中采用Zeta电位对粒子之间斥力进行量化 　　laser:激光器 　　attenuator:衰减器 　　detector:检测器 　　digital signal processor 数字信号处理器 　　correlator:相关器 　　Electrical double layer:双电层 　　Stern layer：严密电位层 　　Diffuse layer：扩散层 　　Negatively charged particle：带负电荷的颗粒 　　Slipping plane：滑动面 　　Surface potential：表面电位　　Zeta potential：Zeta电位 　　Distance from particle surface：到颗粒表面的距离

武汉四方光电科技有限公司总经理熊友辉博士介绍了其推出的在线红外烟尘分析仪，该仪器采用了国内独创的微流红外气体传感技术，其分辨率高达0.1ppm。此外，武汉四方光电科技有限公司最新推出的加热型氢火焰总烃分析仪和加热型化学发光氮氧化物分析仪采用自动流量控制技术，分辨率同样达到0.1ppm，该仪器针对车辆内燃机的燃气排放进行监测，为厂商生产内燃机提供过程控制，为国内首创。

GR-3100型自动烟尘/气测试仪产品简介 GR3100型自动烟尘/气测试仪是依据国家检定规程JJG680-2007《烟尘采样器检定规程》JJG968-2002《烟气分析仪检定规程》，吸取国内外同类仪器之优点，由我公司研发人员精心研制的新一代智能型烟尘烟气测试仪，该机技术性能指标符合国家环保局颁布的烟尘烟气采样仪的有关规定，实现烟尘、烟气同机采样及检测，大大缩短现场工作时间。适用于各种锅炉、工业炉窑的烟尘排放浓度、折算浓度和排放总量的测定和各种锅炉、工业炉窑的SO2、NO、NO2、CO、CO2、H2S等有害气体的排放浓度、折算浓度和排放总量的测定及各类脱硫设备效率的测定主要特点l 主机内集成差压、微压传感器、微处理器、直流旋片泵，基于皮托管平行法等速采样原理，自动测量跟踪烟气流速等速采集烟尘。l 主机内集成温度传感器、压力传感器。能测量计算包括动压、静压、全压、烟气流速、干、湿球温度、含湿量、烟气排放量等在内的所有参数。l 选用进口贴片器件，可靠性高，故障率极低，仪器体积大大减小，携带方便。l 电化学传感器随同线路板一起设计，用户升级、更换简捷方便。l 自动选择存储监测数据，供查询、打印，信息量大。l 自动记忆上次输入的监测目标工况参数，下次开机自动采用。l 320×240点阵STN型液晶显示，自动背光照明。中文菜单显示人机对话方式，图文并茂，简单明了。用户可以凭借仪器丰富的在线操作提示，直接操作。液晶屏幕可前后0~180度自由旋转。l 通过键盘即可对仪器测量的各项参数进行标定。l 烟尘采样过程中，如果烟道负压较大，或取样孔开孔位置在水平烟道顶部时采样结束后滤筒中采集的烟尘易被倒吸出来，造成数据严重偏差。该仪器有特殊的功能来防止倒吸发生。l 烟尘烟气监测数据繁多，不同顾客不同测试目的对数据要求各异，该机具备选择打印项功能，顾客可以根据需求来选择要打印的数据。l 进行参数校正时您必须输入密码，以保证仪器内存数据安全。l 选配油烟取样管后，可满足GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》中对油烟进行采样的要求。技术指标 参数范围分辨率误差采样流量5~ 80 L/min0.1 L/min≤±5%流量控制稳定性-30.00 ~+30.00 kPa0.01 kPa≤±4 %流量计前压力-40.00 ~0 .00kPa0.01 kPa≤±2.5 %流量计前温度-30.0 ~ 150.0℃0.1℃≤±2℃烟气温度0 ~ 500℃1℃≤±3℃大气压(60~130)kPa0.1 kPa≤±2.5 %含湿量（0~60）%0.1%≤±1.5%O2 (可选)(0 ~ 30)%0.1%示值误差：≤±5 %；重复性： ≤2 %；响应时间：≤60s； 传感器寿命:除CO2外空气中2年 SO2 (可选)(0~5700 )mg/m31 mg/m3 NO（可选）(0~1340) mg/m31 mg/m3NO2 (可选) (0~200 )mg/m3CO (可选)(0~5000)mg/m3H2S (可选)(0~300)mg/mCO2 (可选)(0~20)%采样泵负载能力≥30 L/min (阻力为－20kPa时)最da采样体积999999 .9 L0.1 L≤±5%外型尺寸310×170×310 mm仪器噪声功 耗100 W 创新点：GR3100型自动烟尘/气测试仪，实现烟尘、烟气同机采样及检测，大大缩短现场工作时间；选用进口贴片器件，可靠性高，故障率极低，仪器体积大大减小，携带方便；自动选择存储监测数据，供查询、打印，信息量大 烟尘采样过程中，如果烟道负压较大，或取样孔开孔位置在水平烟道顶部时采样结束后滤筒中采集的烟尘易被倒吸出来，造成数据严重偏差。该仪器有特殊的功能来防止倒吸发生. 自动烟尘/气测试仪

经过十余年的风雨洗礼，青岛众瑞始终坚持“以质量求市场，以科技求发展”的理念，聚焦核心科技，以专业精神为客户创造价值。现在这款产品已经推出，欢迎广大用户垂询ZR-7100型 便携式烟尘直读测试仪采用β射线吸收称重原理与等速跟踪法或恒流采样法相结合，针对污染源有组织排放气体中的颗粒物浓度进行自动采样和准确测量，该仪器体积小，便于携带安装，具有防尘防雨特性。适合对固定源排放中颗粒物的排放浓度、排放总量、脱尘脱硫效率等参数的现场直接测量。采用β射线吸收称重原理与等速跟踪法或恒流采样法相结合进行测量，与颗粒物的大小，化学成分，物理性质无关l 主机检出限低，满足超低排放中颗粒物浓度低于0.5mg/m3的排放场所的现场直读的监测要求；经过十余年的风雨洗礼，青岛众瑞始终坚持“以质量求市场，以科技求发展”的理念，聚焦核心科技，以专业精神为客户创造价值。现在这款产品已经推出，欢迎广大用户垂询！

崂应3012H-D型 大流量低浓度烟尘/气测试仪（18款） 一、产品概述 本仪器应用皮托管平行等速采样法采集固定污染源排气中的颗粒物，用过滤称重法测定烟尘质量，应用定电位电解法定性定量测定烟气成份。可应用于各种锅炉、烟道、工业炉窑等固定污染源颗粒物的排放浓度、折算浓度、排放总量的测定及设备除尘脱硫效率的测定；自动测量烟气动压、烟气静压、流速、流量计前压力、流量计前温度、烟气温度、含湿量、O2、SO2、CO、NO、NO2、H2S、CO2浓度等参数。 产品广泛应用于环保、检测公司、工矿企业（电厂、钢铁厂、水泥厂、糖厂、造纸厂、冶炼厂、陶瓷厂、锅炉炉窑、以及铝业、镁业、锌业、钛业、硅业、药业，包括化肥、化工、橡胶、材料厂等）、卫生、劳动、安监、军事、科研、教育等领域。 二、执行标准n GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法n HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件n HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法n HJ 693-2014 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法n HJ 836-2017 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法n HJ 870-2017 固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法n HJ 973-2018 固定污染源废气 一氧化碳的测定定电位电解法n JJG 680-2007 烟尘采样器技术条件n JJG 695-2003 硫化氢气体检测仪n JJG 968-2002 烟气分析仪检定规程 n DB13/T 2375-2016 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定 重量法三、产品特点控制系统n 可完成固定污染源废气中浓度低于20mg/m3的颗粒物测定n 气体传感器修正补偿技术：烟气测量具有气体交叉干扰自动修正算法，最大限度地避免了交叉干扰对测量结果的影响，保证了测量精度n 气体传感器量程根据校准量程可调，扩展传感器的使用范围n 采用工业级嵌入式控制器设计，抗静电能力强n 精确电子流量计控制，实时监测计温、计压，自动调节流量n 微电脑控制等速跟踪采样，专有调节方式，响应时间快n 仪器内置弹性气容，提高采样流量稳定性n 具有防倒吸功能，可防止采样结束后采集的烟尘被倒吸出来，保证采样数据的准确性n 实时记录设备工作状态数据，具有采样过程停电记忆功能n 针对温度变化引起的流量误差做了温度补偿，保证测量的准确度n 含湿量检测多模式：兼容干湿球法和阻容法两种测量模式n 具有烟尘采样和烟气测量同步运行功能n 具备故障自检功能，可对仪器功能进行检测并提示故障，方便用户的维护、使用n 具备气密性自动检测功能，可自动诊断气路的气密性动力系统n 高效采样泵，耐腐蚀，流量可达110Lmin，连续运转免维护，适应各种工况，具有过载保护功能n 精密压力传感器搭配稳定的流量控制，可实现超低流速的稳定跟踪n 独特高效气水分离器设计，高效除湿，令硅胶利用率大大高于同类其他仪器n 高效粉尘过滤功能：烟尘烟气采样气路均使用高效粉尘过滤器，极大的降低了流量传感器和采样泵系统的故障率。过滤系统采用透明窗设计，易观察，易更换操作系统n 智能化的软件参数标定设计n 工业级防尘防水键盘，操作方便，特别适用于恶劣工况n 带有中文输入法，方便用户输入采样地点等信息n 采用5.7寸宽温LCD显示屏，适用于野外环境温度，良好人机交互界面，让工作更轻松n 丰富的人机接口：具备RS232、USB等接口，支持数据通信，U盘数据转存输出n 皮托管正、负取压接嘴采用硅橡胶双联管连接，耐候性强，减少管路连接，操作方便n 提供USB接口，可将采样数据文件导出，同时支持升级仪器主板程序n 选用蓝牙高速低噪音微型热敏打印机，轻松掌握实时数据n 预留物联网模块接口，可扩展联网功能其他n 一体化电化学传感器模块，可根据需要自主选配进口传感器，SO2传感器具有高低双量程选择，最多可同时测量7种气体n 多种供电方案：仪器内置电池，并支持交、直流两种供电方式n 内置充电管理：交流供电时可同时工作及给仪器内部电池充电n 直流输出带载：通过直流输出线可以直接给低浓度烟尘多功能取样管或阻容法含湿量检测器供电n 一体称重滤膜式烟尘取样管：适合低浓度烟尘采样＊说明：1、以上内容完全符合国家相关标准的要求，因产品升级或有图片与实机不符，请以实机为准, 本内容仅供参考。创新点：1、内置大容量充电锂电池，支持交、直流两种供电方式，可同时给主机和加热取样管供电（24v） 2、便携升级、体积缩小40% 3、具有烟尘采样和烟气测量同步运行功能，最多可同时测量7种气体 4、采用高效芯泵，空载流量可达110L/min,负载20Kpa时流量不低于60L/min ,寿命长，耐腐蚀、连续运转免维护、具有过载保护功能 5、兼容干湿球法和阻容法两种测量模式，并且可以连阻容法烟气含湿量检测器直接读取数据 大流量低浓度烟尘/气测试仪（18款）

崂应3012H-D型 大流量低浓度烟尘/气测试仪 一、产品概述 本仪器应用皮托管平行等速采样法采集固定污染源排气中的颗粒物，用过滤称重法测定烟尘质量，应用定电位电解法定性定量测定烟气成份。可应用于各种锅炉、烟道、工业炉窑等固定污染源颗粒物的排放浓度、折算浓度、排放总量的测定及设备除尘脱硫效率的测定；自动测量烟气动压、烟气静压、流速、流量计前压力、流量计前温度、烟气温度、含湿量、O2、SO2、CO、NO、NO2、H2S、CO2浓度等参数。 产品广泛应用于环保、检测公司、工矿企业（电厂、钢铁厂、水泥厂、糖厂、造纸厂、冶炼厂、陶瓷厂、锅炉炉窑、以及铝业、镁业、锌业、钛业、硅业、药业，包括化肥、化工、橡胶、材料厂等）、卫生、劳动、安监、军事、科研、教育等领域。 二、执行标准n GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法n HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件n HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法n HJ 693-2014 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法n HJ 836-2017 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法n HJ 870-2017 固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法n HJ 973-2018 固定污染源废气 一氧化碳的测定定电位电解法n JJG 680-2007 烟尘采样器技术条件n JJG 695-2003 硫化氢气体检测仪n JJG 968-2002 烟气分析仪检定规程 n DB13/T 2375-2016 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定 重量法三、产品特点控制系统n 可完成固定污染源废气中浓度低于20mg/m3的颗粒物测定n 气体传感器修正补偿技术：烟气测量具有气体交叉干扰自动修正算法，最大限度地避免了交叉干扰对测量结果的影响，保证了测量精度n 气体传感器量程根据校准量程可调，扩展传感器的使用范围n 采用工业级嵌入式控制器设计，抗静电能力强n 精确电子流量计控制，实时监测计温、计压，自动调节流量n 微电脑控制等速跟踪采样，专有调节方式，响应时间快n 仪器内置弹性气容，提高采样流量稳定性n 具有防倒吸功能，可防止采样结束后采集的烟尘被倒吸出来，保证采样数据的准确性n 实时记录设备工作状态数据，具有采样过程停电记忆功能n 针对温度变化引起的流量误差做了温度补偿，保证测量的准确度n 含湿量检测多模式：兼容干湿球法和阻容法两种测量模式n 具有烟尘采样和烟气测量同步运行功能n 具备故障自检功能，可对仪器功能进行检测并提示故障，方便用户的维护、使用n 具备气密性自动检测功能，可自动诊断气路的气密性动力系统n 高效采样泵，耐腐蚀，流量可达110Lmin，连续运转免维护，适应各种工况，具有过载保护功能n 精密压力传感器搭配稳定的流量控制，可实现超低流速的稳定跟踪n 独特高效气水分离器设计，高效除湿，令硅胶利用率大大高于同类其他仪器n 高效粉尘过滤功能：烟尘烟气采样气路均使用高效粉尘过滤器，极大的降低了流量传感器和采样泵系统的故障率。过滤系统采用透明窗设计，易观察，易更换操作系统n 智能化的软件参数标定设计n 工业级防尘防水键盘，操作方便，特别适用于恶劣工况n 带有中文输入法，方便用户输入采样地点等信息n 采用5.7寸宽温LCD显示屏，适用于野外环境温度，良好人机交互界面，让工作更轻松n 丰富的人机接口：具备RS232、USB等接口，支持数据通信，U盘数据转存输出n 皮托管正、负取压接嘴采用硅橡胶双联管连接，耐候性强，减少管路连接，操作方便n 提供USB接口，可将采样数据文件导出，同时支持升级仪器主板程序n 选用蓝牙高速低噪音微型热敏打印机，轻松掌握实时数据n 预留物联网模块接口，可扩展联网功能其他n 一体化电化学传感器模块，可根据需要自主选配进口传感器，SO2传感器具有高低双量程选择，最多可同时测量7种气体n 多种供电方案：仪器内置电池，并支持交、直流两种供电方式n 内置充电管理：交流供电时可同时工作及给仪器内部电池充电n 直流输出带载：通过直流输出线可以直接给低浓度烟尘多功能取样管或阻容法含湿量检测器供电n 一体称重滤膜式烟尘取样管：适合低浓度烟尘采样＊说明：1、以上内容完全符合国家相关标准的要求，因产品升级或有图片与实机不符，请以实机为准, 本内容仅供参考。创新点：1、内置大容量充电锂电池，支持交、直流两种供电方式，可同时给主机和加热取样管供电（24v） 2、便携升级、体积缩小40% 3、具有烟尘采样和烟气测量同步运行功能，最多可同时测量7种气体 4、采用高效芯泵，空载流量可达110L/min,负载20Kpa时流量不低于60L/min ,寿命长，耐腐蚀、连续运转免维护、具有过载保护功能 5、兼容干湿球法和阻容法两种测量模式，并且可以连阻容法烟气含湿量检测器直接读取数据 大流量低浓度烟尘/气测试仪（18款）

崂应3012H-C型 自动烟尘/气测试仪 一、产品概述 本仪器应用皮托管平行等速采样法采集固定污染源排气中的颗粒物，用过滤称重法测定烟尘质量，应用定电位电解法定性定量测定烟气成份，全新升级的控制系统提高了仪器性能，保证了仪器的可靠性，提高了系统的稳定性，增强了控制的准确性，应用于各种锅炉、烟道、工业炉窑等固定污染源颗粒物的排放浓度、折算浓度、排放总量的测定及设备除尘脱硫效率的测定；自动测量烟气动压、烟气静压、流速、流量计前压力、流量计前温度、烟气温度、含湿量、O2、SO2、CO、NO、NO2、CO2浓度等参数。产品广泛应用于环保、检测公司、工矿企业（电厂、钢铁厂、水泥厂、糖厂、造纸厂、冶炼厂、陶瓷厂、锅炉炉窑，以及铝业、镁业、锌业、钛业、硅业、药业，包括化肥、化工、橡胶、材料厂等）、卫生、劳动、安监、军事、科研、教育等领域。二、执行标准n GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法n HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件n HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法n HJ 693-2014 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法n HJ 836-2017 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法n HJ 870-2017 固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法n JJG 680-2007 烟尘采样器检定规程n JJG 968-2002 烟气分析仪检定规程n DB13/T 2375-2016 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定 重量法三、产品特点 控制系统n 采用工业级嵌入式控制器设计，抗静电能力强n 5.0寸触摸屏，高亮显示，强光下可视，宽可视角；加厚电阻式触摸板，抗干扰性好，环境适应能力强；操作界面简单友好，数据呈现直观n 带有中文输入法，方便用户输入采样地点等信息n 丰富的人机接口：具备RS232、USB等接口，支持数据通信，U盘数据转存输出n 提供USB接口，可将采样数据文件导出，同时支持仪器软件升级n 选用蓝牙高速低噪音微型热敏打印机，支持无线蓝牙和有线打印双模式，轻松掌握实时数据n 实时记录设备工作状态数据，具有采样过程停电记忆功能n 含湿量检测多模式：兼容干湿球法和阻容法两种测量模式n 具有烟尘采样和烟气测量同步运行功能n 具备故障自检功能，可对仪器功能进行检测并提示故障，方便用户的维护、使用n 具备气密性自动检测功能，可自动诊断气路的气密性，并在文件中记录动力系统n 高效采样泵，耐腐蚀，连续运转免维护，适应各种工况，具有过载保护功能n 微电脑控制等速跟踪采样，专有调节方式，响应时间快；精密压力传感器搭配稳定的流量控制，可实现超低流速的稳定跟踪n 仪器内置弹性气容，提高采样流量稳定性n 具有防倒吸功能，可防止采样结束后采集的烟尘被倒吸出来，保证采样数据的准确性n 精确电子流量计控制，实时监测计温、计压，并对流量做了温度补偿，保证流量的准确度其他n 支持烟尘采样与烟尘直读双功能（选配）n 高性能5系气体传感器，性能更稳定可靠n 一体化电化学传感器模块，可根据需要自主选配进口传感器，最多可同时测量6种气体n 气体传感器修正补偿技术：烟气测量具有气体交叉干扰自动修正算法，最大限度地避免了交叉干扰对测量结果的影响，保证了测量精度n 选配锂电池组电源，可同时给主机和低浓度烟尘多功能取样管或阻容法含湿量检测器供电，具有电池和交流电双工作模式n 工况测量前置，减少管路及线路连接，简化现场仪器连接n 工况测量支持有线和无线双通信模式，更好的满足复杂的现场需求n 选配空白样取样支架，具有同步采集全程序空白样并自动形成空白样报告功能n 预留物联网模块接口，可拓展联网功能n 仪器内置电子标签，可与仪器出入库管理平台软件配合实现仪器智能化管理n 采样文件支持二维码展示功能，通过专用软件扫一扫即可实现文件获取并转存 说 明：1、以上内容完全符合国家相关标准的要求，因产品升级或有图片与实机不符， 请以实机为准,本内容仅供参考。 创新点：1、超小体积，主机仅重3.4kg 2、支持烟尘采样与烟尘直读（选配）双功能 3、具有烟尘采样和烟气测量同步运行功能 4、工况测量支持有线和无线双通信模式，更好的满足复杂的现场需求 5、含湿量检测多模式：兼容干湿球法和阻容法两种测量模式 6、高性能6系气体传感器，性能更稳定可靠 7、预留物联网模块接口，可拓展联网功能 8、仪器内置电子标签，可与仪器出入库管理平台软件配合实现仪器智能化管理 9、采样文件支持二维码展示功能，通过专用软件扫一扫即可实现文件获取并转存 崂应3012H-C型 自动烟尘/气测试仪

日前，国家科技部与湖北中钢天澄环保科技有限公司签订任务书，委托中钢天澄承担“十二五”863计划资源环境技术领域“钢铁窑炉烟尘PM2.5控制技术与装备”课题。该课题由中钢天澄牵头，东北大学、清华大学和攀钢集团成都钢钒有限公司等三家单位参与实施。 　　此次863课题的主要研究目的是为了研发适合我国钢铁窑炉烟尘PM2.5高效控制技术与装备，提高我国在钢铁窑炉烟尘PM2.5高效捕集技术，形成具有自主知识产权的集成技术、成套装备、精细滤料和智能控制技术，以控制钢铁行业窑炉烟气微细粒子排放和粉尘排放总量，改善城市和区域空气质量。 　　近年来，pm2.5微细粒子污染对我国空气质量、国民生活水平和健康安全都带来了很大的影响，它与二氧化硫、氮氧化物等空气污染物共同作用，将造成雾霾天气。pm2.5细颗粒物主要形成于冶钢、煤矿、发电、汽车等所产生的废气和尾气，尤其以重工业为首。“十二五”期间，科技部在上述工业领域立项“863课题计划”，而本次中钢天澄承担的冶金窑炉领域的pm2.5治理，因为烟尘多、细，烟气温度高等特点，是较难的课题之一。 　　“随着国家对环保的日益重视和空气排放标准的提高，冶金企业将面临新一轮的环保改造和技术提升，未来十年，钢铁行业对除尘装备的需求约达40亿元/年。”中钢天澄技术中心负责人李宁说。

紫外吸收光谱UV 　　分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁 　　谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化 　　提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息 　　荧光光谱法FS 　　分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光 　　谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化 　　提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息 　　红外吸收光谱法IR 　　分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 　　谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化 　　提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 　　拉曼光谱法Ram 　　分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 　　谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化 　　提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 　　核磁共振波谱法NMR 　　分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁 　　谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化 　　提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 　　电子顺磁共振波谱法ESR 　　分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁 　　谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 　　提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息 　　质谱分析法MS 　　分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离 　　谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 　　提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息 　　气相色谱法GC 　　分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离 　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 　　提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据 峰面积与组分含量有关 　　反气相色谱法IGC 　　分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力 　　谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线 　　提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数 　　裂解气相色谱法PGC 　　分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片 　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 　　提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型 　　凝胶色谱法GPC 　　分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出 　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 　　提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布 　　热重法TG 　　分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化 　　谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线 　　提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区 　　热差分析DTA 　　分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化 　　谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线 　　提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息 　　TG-DTA图 　　示差扫描量热分析DSC 　　分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化 　　谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线 　　提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息 　　静态热―力分析TMA 　　分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化 　　谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线 　　提供的信息：热转变温度和力学状态 　　动态热―力分析DMA 　　分析原理：样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化 　　谱图的表示方法：模量或tg&delta 随温度变化曲线 　　提供的信息：热转变温度模量和tg&delta 　　透射电子显微术TEM 　　分析原理：高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成衬度，显示出图象 　　谱图的表示方法：质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象 　　提供的信息：晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等 　　扫描电子显微术SEM 　　分析原理：用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象 　　谱图的表示方法：背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等 　　提供的信息：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等 　　原子吸收AAS 　　原理：通过原子化器将待测试样原子化，待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光，从而使用检测器检测到的能量变低，从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。 　　(Inductivecouplinghighfrequencyplasma)电感耦合高频等离子体ICP 　　原理：利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后，利用检测器检测特定波长的强度，光的强度与待测元素浓度成正比。 　　X-raydiffraction,x射线衍射即XRD 　　X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。 　　满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsin&theta =&lambda 　　应用已知波长的X射线来测量&theta 角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析 另一个是应用已知d的晶体来测量&theta 角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。 　　高效毛细管电泳(highperformancecapillaryelectrophoresis，HPCE) 　　CZE的基本原理 　　HPLC选用的毛细管一般内径约为50&mu m(20～200&mu m)，外径为375&mu m，有效长度为50cm(7～100cm)。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中，同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极，该电压使得分析样品沿毛细管迁移，当分离样品通过检测器时，可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。在毛细管电泳系统中，带电溶质在电场作用下发生定向迁移，其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下，双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象 电泳是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定，另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动，带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域，在电场作用下向正极移动。与此同时，缓冲液的电渗流向负极移动，其作用超过电泳，最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。 　　MECC的基本原理 　　MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相，以胶束增溶作为分配原理，溶质在水相、胶束相中的分配系数不同，在电场作用下，毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳，使胶束和水相有不同的迁移速度，同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配，在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合，适合同时分离分析中性和带电的样品分子。 　　扫描隧道显微镜(STM) 　　扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm)，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。 　　原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy，简称AFM) 　　原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。 　　俄歇电子能谱学(Augerelectronspectroscopy)，简称AES 　　俄歇电子能谱基本原理：入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。

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

p 　　8月9日，华中科技大学煤燃烧国家重点实验室教授张军营收到捷报：他研发的“PM2.5团聚强化除尘技术”，成功运用于江西国电丰城发电有限公司的4号机组，并于上月底通过江西省环保厅超低排放验收。 /p p 　　监测数据显示，该技术在90%、75%、50%三种发电负荷下，经过常用煤质、设计煤质、近两年最差煤质等3种不同煤质条件，连续5天烟尘排放浓度均在每立方米5毫克以下，远低于国家10毫克/立方米烟尘超低排放标准，且无二次污染。 /p p 　　发电厂、钢铁厂、水泥厂和玻璃厂等工业排放废气中的颗粒物，是雾霾的重要来源之一。长期以来，工业废气除尘主要靠物理方法。从传统的静电除尘器、袋式除尘器，到目前的低低温静电除尘器，都是靠物理吸附和过滤来脱尘。其一大缺陷，就是对超细微颗粒(PM2.5)难以捕获。 /p p 　　张军营突发奇想：米粒太小，容易漏掉。一旦结成饭团，就容易收集和处理。同理，如果把PM2.5聚成“饭团”，不就容易“捕捉”了? /p p 　　从2001年起，他开始潜心钻研：跳出现有物理除尘法，率先引入化学思维，研发出“PM2.5团聚强化除尘技术”。该技术原理是，通过特殊的团聚剂，让PM2.5互相牵粘，变成“大胖子”落网。 /p p 　　2016年，国电丰城发电有限公司应用该技术，一台30万千瓦发电机组的除尘超低排放改造，使用化学团聚技术约需600万元，为市面现有主流技术的一半。设备占地不到100平方米，安装灵活不需电厂停工。 /p p 　　本月，新疆神火煤电有限公司4台350万千瓦机组将进行烟气超低排放除尘改造。另有20多台大型发电机组、水泥窑炉改造项目，已进入洽谈对接。 /p

新品发布Litesizer DLS 系列是安东帕公司的动态光散射粒度/Zeta 电位分析仪产品，用于表征从纳米到微米粒子的粒度、粒度分布、Zeta 电位、分子量、粒子浓度、透光率等特性，具有适用浓度范围宽、一键操作完成测试、功能全面等优点。在 Litesizer DLS 100 和Litesizer DLS 500 取得了优秀销售和应用成绩的基础上，安东帕推出了功能更为强大的Litesizer DLS 700。Litesizer DLS 700安东帕 Litesizer DLS 700动态光散射粒度分析仪携全新复杂基质测试方案登场：MAPS系统：复杂样品的简单方案PCON系统：样品中不同颗粒浓度及总浓度的直观表达MAPS多角度联合测试简单的单峰样品测试已无法满足日益多样的测试需求，Litesizer DLS 700 正式推出多峰样品的最佳测试方案：MAPS 系统拥有更高的分辨率，解决复杂样品的粒径问题；更准确的粒径分布结果；更优秀的分离度，粒径比例大于1：2 即能准确分辨。不同角度分管样品中不同大小颗粒的结果，将其连立计算，即可获得，不同大小颗粒的准确结果。实验分析NIST 标准物质：已知粒径分别为150nm和300nm（粒径大小比值为1：2），将两者混合，混合比为3:1用背散射角测量/MAPS 测量使用Maps进行三角度测量背散射角度测试显示单峰背散射测量只显示一个峰值无法将其分为双峰，MAPS 结果，准确的解出了两个峰值。Litesizer DLS 700 测试显示双峰PCON颗粒浓度测试借助 PCON 系统强大的功能，现在您可以更了解样品中颗粒的浓度。Litesizer 700 不单单提供样品中颗粒的总浓度，通过 MAPS 对样品进行解析，还可以确定不同大小颗粒各自的浓度。结果显示：峰大小、相应浓度、总浓度

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 编者按： /strong SARI疫情无疑是当前最牵动人心的事件，肆虐的疫情对新冠病毒快速检测、肺部用药、医疗方案等方面的研究提出了越来越高的要求。而“粒度”作为重要的颗粒物理参数对于这些研究也有重要意义。例如，2019-nCoV病毒就属于纳米颗粒，而呼吸道不同位置的用药对粒度也有不同要求。因此在医药领域，颗粒在线测量还有巨大的潜力空间待科学家们挖掘。因此，仪器信息网特约 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 上海理工大学蔡小舒教授 /strong /span 为广大网友畅叙颗粒在线测量技术的脉络。虽不能直接为抗疫一线带来助益，但在家隔离的诸位仁人志士若能有缘读到，或将对未来医学等的发展和颗粒检测技术的应用带来更多的思考和契机。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在今天的文章中，蔡老师重点介绍了光散射在线测量方法（正文如下）： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒，包括固体颗粒、液体颗粒（如喷雾液滴、水中的油滴等）和气体颗粒（如液体中的气泡，气体中悬浮的气泡等）在动力、化工、材料、医药、冶金等各行各业中广泛存在。据有文献报道，80%以上的产品与颗粒有关。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em " & nbsp /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d57d16e5-39e5-4d52-af56-4628425d716d.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术1.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒的粒度是描述颗粒最重要的物理参数，不同的应用对于颗粒粒度的要求是不同的。如在呼吸道疾病治疗中用的鼻喷剂及喷雾剂，就需要控制药物雾滴的大小来达到雾滴沉积到呼吸道具体需要药物治疗部位的目的，这才能保证药液的效果。对于需要肺部用药，药液雾滴粒度应比较很小，才能随吸入的空气流动到达肺部。大一些的药液液滴会沉积在支气管或气管里，达不到肺部用药的目的。而对于喉部或气管的疾病，液滴的粒度就必须比较大，让它们能在喉部或气管里沉积。对于支气管部位的疾病，其雾滴的粒度就要介于2者之间。这就需要对鼻喷剂的喷嘴进行精心设计，以保证雾滴的粒度可以满足治疗不同疾病的需要。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在工业生产等中，经常遇到需要对颗粒进行在线检测要求，如颗粒的制备、雾化、管道输运等过程中。对颗粒粒度进行在线实时检测，然后将检测结果实时送到控制系统，对生产系统进行调整和控制，不仅可以提高产品质量，还可以提高产品生产效率。如在燃烧过程中，在线实时检测燃料粒度可以提高燃烧效率，降低污染物的产生。磨料生产中在线检测磨料粒度并反馈控制，可以极大提高磨料的质量。这样的例子可以在许许多多的场合找到。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前已有许多颗粒粒度测量仪器能对从数纳米到数千微米的颗粒进行测量，但这些仪器基本上是用于实验室分析，并不能用于在线测量。颗粒在线测量的特点是： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp 测量环境复杂，条件恶劣，如可能有高温、高压、高湿、工作环境温度变化大、存在振动、颗粒流动速度快、信号发射和接收部分的污染等，还必须考虑测量装置的磨损等； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp 测量要求高，测量时间要短，实时性好，不能因为仪器问题影响生产过程等； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp 测量对象要求不同，如高浓度及浓度变化大、被测材料不同、粒度范围不同、或粒度范围变化大等； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4.& nbsp 希望在线测量仪器结构简单、可靠、抗干扰、易安装、易维护或免维护等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5.& nbsp 不仅测量颗粒粒度及分布，还经常希望得到颗粒的浓度，流量、形貌等参数，甚至成分参数。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在线测量按照取样方式可以分成直接在线测量（in-line）和取样在线测量（on-line）2类。在直接在线测量（in-line）方法中，测量装置不对被测颗粒进行取样，被测颗粒直接流过测量区进行测量。在这类测量方法中，由于不能对被测颗粒的浓度进行调整来满足测量方法的需要，并且用户对颗粒在线测量的要求和测量对象及环境等的不同，仪器的通用性差，必须精心考虑设计测量系统来满足测量的要求。因此，这类在线测量仪器一般都是个性化的仪器，需要根据测量现场要求来设计研制。而对于取样在线测量（on-line）中，由于连续取出的颗粒样品可以根据测量装置对于颗粒浓度的要求进行稀释调整，同时可以对其中的团聚颗粒采取分散措施，大都可以设计生产相对通用的在线测量仪器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前常用的在线颗粒粒度测量仪器的基本测量原理有光散射，超声，图像等。其中光散射大都用于气固或气液颗粒的在线测量，而超声则用于液体中颗粒的在线测量，图像法既可以用于气固、气液颗粒的测量，也可以用于液固、液液颗粒的测量。下面先重点介绍光散射在线测量方法： /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 光散射在线测量方法 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 光散射的基本原理是当一束激光入射到颗粒时，颗粒会向整个空间散射入射光，如图是激光入射到有颗粒的水中，颗粒向各个方向散射入射激光的照片。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a6f9425c-dcf9-47c9-b4c9-22f75bfea916.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术2.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 根据测量颗粒散射光原理的不同，可以把光散射颗粒在线测量方法分成几类：前向静态光散射法，侧向光散射法，后向光散射法，消光法，光脉动法等。在实际应用中针对不同的测量对象，须采用不同的测量方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 前向静态光散射法： /span /strong 这与常用的激光粒度仪的测量原理一样，一束激光从被测颗粒一端入射，在透射端安装接收散射光信号的探测器，对测量得到的散射信号进行分析反演计算，最终得到颗粒的粒度分布和平均粒径等参数。国内外一些颗粒仪器测量公司都有基于该原理的激光在线测量仪。该类仪器的特点是：颗粒粒度测量范围大，可以从亚微米到数百微米，测量速度快，一般采用连续取样方式（on-line）实现连续实时测量。但仪器复杂，安装使用要求高，无法识别颗粒是否团聚，而团聚颗粒会造成较大的测量偏差。为防止环境振动对测量的影响，除在仪器结构上采取措施外，在安装结构上也要采取措施，尽量保证仪器运行时的稳定。为防止被测颗粒对激光器和接收透镜表面的污染，须设置无油无水的压缩空气保护（俗称扫气或气帘）光学元件表面。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 基于该原理的在线激光粒度测量仪器可用于管内粉体颗粒的粒度在线测量和喷雾液滴测量。在在线测量管内粉体粒度时，由于颗粒浓度较高，都配有连续取样系统，将被测颗粒样品连续从管道中取出，经分散和稀释到合适浓度后送到仪器的测量区。下图是安装在现场的激光颗粒粒度在线测量仪以及仪器输出的在线测量结果。根据需要，软件可以输出实时的颗粒粒度分布，以及D50等随时间变化的曲线。为防止取样出来的颗粒发生团聚，影响测量的准确性，在取样系统中应布置使颗粒分散的气流，以尽可能保证进入测量区的颗粒处于分散良好的状态。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b22b2599-d21f-4f9e-b16e-537e32d204fc.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术3.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术3.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 消光法： /strong /span 当激光入射到被测颗粒时，部分入射光被颗粒散射，偏离原入射方向，部分被颗粒吸收，其余部分则透射到另一侧。透射光强由于消光作用而衰减，其衰减程度含有被测颗粒的粒度信息和浓度信息。当采用多个不同波长的激光入射，颗粒对不同波长光的散射作用不同，透射光强的衰减也不同。根据多波长消光法的理论模型，由测得的不同波长的透射光强的衰减，可以反演计算得到被测颗粒的粒度和浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该方法的特点是结构简单，对振动不敏感，但粒度测量范围较小，合适的测量范围是大约0.05微米到5微米左右。对于浓度不高的测量对象，发射和接收可以直接安装在管道2侧。在管道上开设装有石英玻璃的透明测量窗，激光束从1侧从测量窗入射，在另一侧测量窗外布置光接收器件和信号放大电路等。为防止颗粒污染测量窗口，同样需要设置无油无水的压缩空气进行保护。下图是消光法测量原理的示意图和测量装置安装在工业管道上在线测量颗粒粒度和浓度，以及烟道上在线测量烟尘的浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/06be3f94-1969-48f0-a900-3db071faadcd.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术4.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由于消光法的光路结构简单，可以做成探针形式，用于浓度相对较高的颗粒在线测量。下图是用于汽轮机内湿蒸汽水滴粒度和浓度测量的探针系统。在探针端部的矩形窗口就是测量区。含有细微水滴的蒸汽高速流过该测量区，仪器就可以测得水滴的大小和浓度，进而得到蒸汽的湿度。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/2cf913f6-abe3-41f3-b835-2248a3818d08.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术5.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 光脉动法： /strong /span 在消光法测量中，测量光束的直径远大于被测颗粒的粒度，在测量区中颗粒数目巨大，透射光强的变化仅与测量区中的颗粒浓度变化有关，与颗粒粒度无关。但将测量光束减小到与被测颗粒粒度同一数量级时，且测量区长度较小时，透射光强信号会出现随机变化，这种随机变化是由于在测量区内颗粒数目和大小随时间变化造成的。分析这种随机变化的信号，根据光脉动原理，可以得到颗粒的平均粒度和浓度。并可能可以得到颗粒的粒度分布。下图是光脉动法的原理示意图和透射脉动光强信号。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这种测量方法的最大特点是测量原理简单，易于实现在线测量，粒度测量范围可根据测量对象的大小，通过改变光束直径来调整，可以在10－数千微米之间。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d69f90e5-d64b-409e-9232-b2c847816b4c.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术6.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 根据该原理可以在线测量粉体颗粒的粒度和浓度。如果间隔一定距离布置1对测量光束，对2个随机序列信号用互相关法原理处理，不仅可以得到颗粒的粒度，还可以得到颗粒的速度， span style=" text-indent: 2em " 进而得到颗粒的流量。下图是安装在现场的基于该原理的颗粒粒度在线测量装置。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a489deae-c7cf-405b-a5f6-765c92c0bdf5.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术7.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术7.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 消光起伏相关光谱法:& nbsp /strong /span 与消光法和光脉动法不同，在该测量方法中，光束的直径小于被测颗粒的粒径，其透射光强不再是如消光法那样是平稳的，也不是如光脉动法那样是连续的高频脉动信号，而是如下图所示，成不连续的脉动信号。当颗粒通过测量光束时，由于颗粒尺寸大于测量光束的直径，入射激光被完全遮挡住，透射光强为零。当没有颗粒通过测量光束时，透射光强为1。采用消光起伏相关光谱法的模型对测得的时间序列信号进行分析，同样可以得到被测颗粒的粒度分布。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/788dfd6a-64c4-4942-a74b-a23cd1c19bbf.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术8.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术8.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 后向散射法： /span /strong 对于高浓度悬浮液、乳剂等，光无法透射过被测颗粒，散射光也会被颗粒所吸收或散射，但会产生后向散射。颗粒浓度越高，这种后向散射光的强度也越高，且与颗粒的粒度有关。根据该原理，可以采用后向散射方法进行高浓度液液或液气颗粒体系，如悬乳剂、高浓度微气泡等的在线测量。该测量方法的特点是浓度测量范围大，可以到体积浓度百分之几十，而粒度测量范围较小，从亚微米到数微米。经过标定，还可以测量颗粒的浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 合适的光路设计还可以用于气固颗粒的在线测量，以及测量气、液、固3相流动中的离散相颗粒的粒度和浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 后向散射法测量可以做成结构非常紧凑的光纤探针形式，带尾纤的激光器发出的激光经光纤入射到被测颗粒，其后向散射光被同一根光纤接收，也可以是另一根光纤接收，然后由光纤另一端的光电探测器将后向散射光信号转换成电信号进行反演计算处理，最后得到颗粒的粒度。下图是后向散射测量的原理示意图和后向散射探针。该探针可以插入如悬乳液等高浓度颗粒两相流中进行在线测量。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/40bb4eb7-28dd-4fb5-8750-9533e649894a.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术9.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术9.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong style=" text-indent: 2em " 作者简介： /strong br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 217px float: left " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/1a4277d5-fe8a-48ce-a42e-05a480160d54.jpg" title=" 蔡小舒.jpg" alt=" 蔡小舒.jpg" width=" 300" height=" 217" border=" 0" vspace=" 0" / 蔡小舒，上海理工大学教授。研究领域涉及到颗粒测量、两相流在线测量、燃烧检测诊断、排放和环境监测、湍流等，近年来开始涉足生命科学的测量研究。先后承担了国家两机项目、国家自然科学基金重点项目、仪器重大专项项目、面上项目、科技部和上海市项目等纵向项目，国际合作项目以及企业委托项目。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 曾任中国颗粒学会、中国计量测试学会、中国工程热物理学会、中国动力工程学会、上海颗粒学会等学术组织的副理事长、常务理事、理事、理事长等，是《Proceedings of IMechE Part A: Journal of Power and Energy》、《Particuology》、《KONA Powder and Particle Journal》、《Frontiers in Energy》等SCI刊物和一些国内学术刊物的编委，多个国际学术会议的名誉主席，主席等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong span style=" text-indent: 2em " 欲知相关仪器可点击进入 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/670.html" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 在线粒度仪 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 专场 /span /strong /p

贝拓仪器光散射学术会议圆满落幕2017年12月4日在广州召开第十九届全国光散射学术会议圆满落幕，会议由中山大学承办、吉林大学协办。广州贝拓仪器设备有限公司赞助此次光散射光散射学术会议，为进一步促进化学、物理、材料等领域的交流合作，光散射和光谱事业的蓬勃发展贡献了绵薄之力。光散射学术会议是我国光散射领域的一大盛会，主要集中展示我国近年来取得的成绩，同时展望光散射和光谱事业的未来。为响应此次盛会，贝拓仪器在此次光散射会议上展出了牛津液氮低温恒温器optistat dn，oto光纤光谱仪se系列，oto光纤光谱仪pkg套装等相关仪器，同时制作了最新材料综合样本产品宣传画册。此次次会议展出的还有witec高分辨拉曼光谱仪，anasys纳米红外光谱及成像系统近场光学等仪器宣传资料，德国kruss的接触角测量仪。牛津液氮低温恒温器optistat dn是理想的77k温区低温恒温器，具有较大的样品空间，并且适合于难以用传导方式冷却的样品，紧凑的结构也不需要占用太多实验室空间；oto光纤光谱仪se系列具有优异的温湿度、震动、与撞击稳定性，高灵敏度、超高分辨率、低杂散光 （杂散光比例可达0.01％）13种以上传感器，20种以上光栅供选择，全球最宽波段（180~1100 nm）等众多优点。oto光纤光谱仪pkg套装提供完整、平价、宽广波段范围350~1020 nm之光谱量测解决方案，可充分满足吸收、穿透、萤光、色彩、浓度等量测需求，适合镀膜、镜片、水质、环境、血液分析及生化检测之应用，是教学发展、实验室分析、光学研究的最佳选择。此次展会现场对拉曼仪器，低温恒温的联用等都很感兴趣，贝拓仪器此次展出的仪器以及witec拉曼光谱仪厂家在此次盛会上做了报告，吸引众多该领域的专家学者前来咨询。贝拓仪器参加第十九届光散射会议取得了较好的成果，为未来的贝拓整体发展再添一瓦。 贝拓仪器经理与客户交流 贝拓仪器展会现场

产品简介ZR-3260型自动烟尘烟气综合测试仪（B款，小型化），用于固定污染源中颗粒物(含超低浓度) 的采集、SO2和NOX等有毒有害气体的测量、除尘脱硫效率的测定；烟道温度、动压、静压、含湿量测量及折算浓度、排放总量的计算等。适用范围：各种锅炉、工业炉窑的烟尘排放浓度、折算浓度和排放总量的测定；该仪器配合油烟采样管，可以进行油烟采样；选配沥青烟采样管，可以进行沥青烟采样；各类除尘设备效率的测定；烟道排气参数（动压、静压、温度、流速、标干流量等）的测定；烟气含氧量、空气过剩系数的测定；干、湿球温度的测定；烟气连续测量仪器准确度的评估和校准；各种锅炉、工业炉窑的SO2、NOx排放浓度、折算浓度和排放总量的测定及各类脱硫设备效率的测定（可选）；其它可应用的场合。执行标准HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定定电位电解法GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件HJ 693-2014 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法JJG 968-2002 烟气分析仪JJG 680-2007 烟尘采样器JJG 518-1998 皮托管检定规程Q/0212 ZRB014-2015 自动烟尘烟气综合测试仪HJ 973-2018 固定污染源废气 一氧化碳的测定定电位电解法工作条件工作电源： 交流220V±10%，50Hz；环境温度： (－20～ 45 )℃；环境湿度： 0% ～95%；适用环境： 非防爆场合；电源接地线应良好接地；野外工作时，应有防雨、雪、尘以及日光爆晒等侵袭的措施。 技术特点仪器具有CO对SO2的自动修正功能。修正功能开关可选，修正系数可通过干扰试验测定后输入修改。选择修正功能后仪器自动通过测得CO的浓度对所测SO2进行修正；烟气测试流量控制满足HJ/T 46 的要求；获得中国环境保护产品认证证书 经过生态环境部环境监测仪器质量监督检验中心检测认证检测合格（报告编号：质（认）字NO.2018-154） 具备烟道信息数据库，自动记忆烟道工况配置信息，支持汉字输入，可快速提取历史数据；同时支持触控和按键操作，5.0寸宽温高亮多角度翻转彩屏，耐高寒，视域广，汉字图形化显示，键盘采用防尘防水工业精密设计，适用于恶劣工况；内置自动排水泵，实现烟尘、烟气采样冷凝水自动排出功能，更适合高湿度工况，操作便利；板载大容量存储器，采样数据实现无限存储，支持SD卡、U盘等大容量存储介质，实现文件无限量存储；支持手机APP无线操控，支持蓝牙通信功能和外置蓝牙高速打印机；配备高负载低噪声大流量抽气泵，流量可达80L/min；准确的电子流量计控制，实时监测计温，计压，自动调节流量；交直流电压供电，支持外接电源箱供电或AC/DC桌面电源适配器供电，采用220V供电、充电，具有断电记忆功能，采样过程中，突然断电，自动保存工作数据，来电提示恢复继续采样；具备DC24V输入和DC24V输出接口，可外接电源使用，亦可为外部附件提供电源。具有大于AC250V过压保护功能，避免因接入电压过高而造成仪器损坏。加强过滤除湿以及静电、摔碰等的防护，整机更结实耐用。可选配无线通讯和定位，支持手机APP操作。预留2种湿度测量方法（阻容法和干湿球法）的接口。选配部分可扩展β射线吸收法和微振荡天平法测量的烟尘直读模块，以及可扩展直读称量单元，实现烟尘浓度现场自动测量；可配备阻容法含湿量测量仪，代替干湿球法独立测量湿度，无需外部动力抽取；烟气预处理器，可有效进行脱水、除尘， 增强烟气成分检测准确度；创新点：1、用于固定污染源中颗粒物(含超低浓度)的采集、SO2和NOX等有毒有害气体的测量、除尘脱硫效率的测定； 2、该仪器配合油烟采样管，可以进行油烟采样；选配沥青烟采样管，可以进行沥青烟采样； 3、可扩展β 射线吸收法和微振荡天平法测量的烟尘直读模块，以及可扩展直读称量单元，实现烟尘浓度现场自动测量； 4、可配备阻容法含湿量测量仪，代替干湿球法独立测量湿度，无需外部动力抽取； 5、烟气预处理器，可有效进行脱水、除尘， 增强烟气成分检测准确度； ZR-3260型自动烟尘烟气综合测试仪（B款，小型化）

ZR-3260D型低浓度自动烟尘烟气综合测试仪（A款，小型化）产品简介：ZR-3260D型低浓度自动烟尘烟气综合测试仪（A款，小型化），用于固定污染源中颗粒物(含超低浓度) 的采集、SO2和NOX等有毒有害气体的测量、除尘脱硫效率的测定；烟道温度、动压、静压、含湿量测量及折算浓度、排放总量的计算等。适用范围：各种锅炉、工业炉窑的烟尘排放浓度、折算浓度和排放总量的测定；该仪器配合油烟采样管，可以进行油烟采样；选配沥青烟采样管，可以进行沥青烟采样；各类除尘设备效率的测定；烟道排气参数（动压、静压、温度、流速、标干流量等）的测定；烟气含氧量、空气过剩系数的测定；干、湿球温度的测定；烟气连续测量仪器准确度的评估和校准；各种锅炉、工业炉窑的SO2、NOx排放浓度、折算浓度和排放总量的测定及各类脱硫设备效率的测定（可选）；其它可应用的场合。工作条件工作电源： 交流220V±10%，50Hz；环境温度： (－20～ 45 )℃；环境湿度： 0% ～95%；适用环境： 非防爆场合；电源接地线应良好接地；野外工作时，应有防雨、雪、尘以及日光爆晒等侵袭的措施。 执行标准HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定定电位电解法GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ 836-2017 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件HJ 693-2014 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法JJG 968-2002 烟气分析仪JJG 680-2007 烟尘采样器JJG 518-1998 皮托管检定规程Q/0212 ZRB014-2015 自动烟尘烟气综合测试仪HJ 973-2018 固定污染源废气 一氧化碳的测定定电位电解法 技术特点仪器具有CO对SO2的自动修正功能。修正功能开关可选，修正系数可通过干扰试验测定后输入修改。选择修正功能后仪器自动通过测得CO的浓度对所测SO2进行修正；烟气测试流量控制满足HJ/T 46 的要求；具备烟道信息数据库，自动记忆烟道工况配置信息，支持汉字输入，可快速提取历史数据；同时支持触控和按键操作，5.0寸宽温高亮多角度翻转彩屏，耐高寒，视域广，汉字图形化显示，键盘采用防尘防水工业精密设计，适用于恶劣工况；内置自动排水泵，实现烟尘、烟气采样冷凝水自动排出功能，更适合高湿度工况，操作便利；板载大容量存储器，采样数据实现无限存储，支持SD卡、U盘等大容量存储介质，实现文件无限量存储；支持手机APP无线操控，支持蓝牙通信功能和外置蓝牙高速打印机；准确电子流量计控制，实时监测计温，计压，自动调节流量；微电脑控制等速跟踪采样，专有调节方式，响应时间快；具备操作导航功能，引导用户快速完成整个采样过程；皮托管正负取压接嘴与连接管路进行颜色标识区分，便于操作；具备烟尘系统气密性和整机故障自检与报警功能，方便用户使用及维护；具有气路缓冲功能，实现真正防倒吸，保证采样数据的准确性；主机可视化优质尘滤芯、逃逸水陷阱一体化设计，有效滤尘且便于更换，进一步除水，保护气路及采样泵；具有断电记忆功能，采样过程中，突然断电，自动保存工作数据，来电提示恢复继续采样；标配电池25.9V 6AH,仪器功耗更低，20L/min，-8kPa负载时≥3小时 30L/min，-8kPa负载时≥2小时。可扩展备用电池输入。；具备DC24V输入和DC24V输出接口，可外接电源使用，亦可为外部附件提供电源。具有大于AC250V过压保护功能，避免因接入电压过高而造成仪器损坏。加强过滤除湿以及静电、摔碰等的防护，整机更结实耐用。可选配无线通讯和定位，支持手机APP操作。预留2种湿度测量方法（阻容法和干湿球法）的接口。选配部分可扩展β射线吸收法和微振荡天平法测量的烟尘直读模块，以及可扩展直读称量单元，实现烟尘浓度现场自动测量；可配备阻容法含湿量测量仪，代替干湿球法独立测量湿度，无需外部动力抽取；烟气预处理器，可有效进行脱水、除尘， 增强烟气成分检测准确度；创新点：1、仪器具有CO对SO2的自动修正功能。修正功能开关可选，修正系数可通过干扰试验测定后输入修改。选择修正功能后仪器自动通过测得CO的浓度对所测SO2进行修正 2、便携性好，外形尺寸：(长275× 宽170× 高265)mm，重量6.8kg（含电池），相较于众瑞上代产品体积和重量减少40%以上。 3、获得国家计量器具型式批准证书CPA；获得中国环境保护产品认证证书（编号：CCAEPI-EP-2018-640） 经过生态环境部环境监测仪器质量监督检验中心检测认证检测合格（报告编号：质（认）字NO.2018-154） 4、同时支持触控和按键操作，5.0寸宽温高亮多角度翻转彩屏，耐高寒，视域广，汉字图形化显示，键盘采用防尘防水工业精密设计，适用于恶劣工况； 5、内置自动排水泵，实现烟尘、烟气采样冷凝水自动排出功能，更适合高湿度工况，操作便利高效； 6、板载大容量存储器，采样数据实现无限存储，支持SD卡、U盘等大容量存储介质，实现文件无限量存储； 7、烟气传感器类型、数量、维护日期动态管理，气体传感器自动配置，同时传感器供电无需更换电池，自动充电，增加传感器电池电量报警，提示用户注意，确保传感器处于安全状态； 8、交直流电压供电，支持外接电源箱供电或AC/DC桌面电源适配器供电，采用220V供电、充电，具有断电记忆功能，采样过程中，突然断电，自动保存工作数据，来电提示恢复继续采样； 9、标配电池25.9V 6AH,仪器功耗更低，20L/min，-8kPa负载时≥ 3小时 30L/min，-8kPa负载时≥ 2小时。可扩展备用电池输入。 ZR-3260D型低浓度自动烟尘烟气综合测试仪

产品简介ZR-3260D型低浓度自动烟尘烟气综合测试仪（A款，小型化），用于固定污染源中颗粒物(含超低浓度) 的采集、SO2和NOX等有毒有害气体的测量、除尘脱硫效率的测定；烟道温度、动压、静压、含湿量测量及折算浓度、排放总量的计算等。适用范围：各种锅炉、工业炉窑的烟尘排放浓度、折算浓度和排放总量的测定；该仪器配合油烟采样管，可以进行油烟采样；选配沥青烟采样管，可以进行沥青烟采样；各类除尘设备效率的测定；烟道排气参数（动压、静压、温度、流速、标干流量等）的测定；烟气含氧量、空气过剩系数的测定；干、湿球温度的测定；烟气连续测量仪器准确度的评估和校准；各种锅炉、工业炉窑的SO2、NOx排放浓度、折算浓度和排放总量的测定及各类脱硫设备效率的测定（可选）；其它可应用的场合。工作条件工作电源： 交流220V±10%，50Hz；环境温度： (－20～ 45 )℃；环境湿度： 0% ～95%；适用环境： 非防爆场合；电源接地线应良好接地；野外工作时，应有防雨、雪、尘以及日光爆晒等侵袭的措施。 执行标准HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定定电位电解法GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ 836-2017 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件HJ 693-2014 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法JJG 968-2002 烟气分析仪JJG 680-2007 烟尘采样器JJG 518-1998 皮托管检定规程Q/0212 ZRB014-2015 自动烟尘烟气综合测试仪HJ 973-2018 固定污染源废气 一氧化碳的测定定电位电解法 技术特点仪器具有CO对SO2的自动修正功能。修正功能开关可选，修正系数可通过干扰试验测定后输入修改。选择修正功能后仪器自动通过测得CO的浓度对所测SO2进行修正；烟气测试流量控制满足HJ/T 46 的要求；具备烟道信息数据库，自动记忆烟道工况配置信息，支持汉字输入，可快速提取历史数据；同时支持触控和按键操作，5.0寸宽温高亮多角度翻转彩屏，耐高寒，视域广，汉字图形化显示，键盘采用防尘防水工业精密设计，适用于恶劣工况；内置自动排水泵，实现烟尘、烟气采样冷凝水自动排出功能，更适合高湿度工况，操作便利；板载大容量存储器，采样数据实现无限存储，支持SD卡、U盘等大容量存储介质，实现文件无限量存储；支持手机APP无线操控，支持蓝牙通信功能和外置蓝牙高速打印机；准确电子流量计控制，实时监测计温，计压，自动调节流量；微电脑控制等速跟踪采样，专有调节方式，响应时间快；具备操作导航功能，引导用户快速完成整个采样过程；皮托管正负取压接嘴与连接管路进行颜色标识区分，便于操作；具备烟尘系统气密性和整机故障自检与报警功能，方便用户使用及维护；具有气路缓冲功能，实现真正防倒吸，保证采样数据的准确性；主机可视化优质尘滤芯、逃逸水陷阱一体化设计，有效滤尘且便于更换，进一步除水，保护气路及采样泵；具有断电记忆功能，采样过程中，突然断电，自动保存工作数据，来电提示恢复继续采样；标配电池25.9V 6AH,仪器功耗更低，20L/min，-8kPa负载时≥3小时 30L/min，-8kPa负载时≥2小时。可扩展备用电池输入。；具备DC24V输入和DC24V输出接口，可外接电源使用，亦可为外部附件提供电源。具有大于AC250V过压保护功能，避免因接入电压过高而造成仪器损坏。加强过滤除湿以及静电、摔碰等的防护，整机更结实耐用。可选配无线通讯和定位，支持手机APP操作。预留2种湿度测量方法（阻容法和干湿球法）的接口。选配部分可扩展β射线吸收法和微振荡天平法测量的烟尘直读模块，以及可扩展直读称量单元，实现烟尘浓度现场自动测量；可配备阻容法含湿量测量仪，代替干湿球法独立测量湿度，无需外部动力抽取；烟气预处理器，可有效进行脱水、除尘， 增强烟气成分检测准确度；创新点：1、仪器具有CO对SO2的自动修正功能。修正功能开关可选，修正系数可通过干扰试验测定后输入修改。选择修正功能后仪器自动通过测得CO的浓度对所测SO2进行修正 2、便携性好，外形尺寸：(长275× 宽170× 高265)mm，重量6.8kg（含电池），相较于众瑞上代产品体积和重量减少40%以上。 3、获得国家计量器具型式批准证书CPA；获得中国环境保护产品认证证书（编号：CCAEPI-EP-2018-640） 经过生态环境部环境监测仪器质量监督检验中心检测认证检测合格（报告编号：质（认）字NO.2018-154） 4、同时支持触控和按键操作，5.0寸宽温高亮多角度翻转彩屏，耐高寒，视域广，汉字图形化显示，键盘采用防尘防水工业精密设计，适用于恶劣工况； 5、内置自动排水泵，实现烟尘、烟气采样冷凝水自动排出功能，更适合高湿度工况，操作便利高效； 6、板载大容量存储器，采样数据实现无限存储，支持SD卡、U盘等大容量存储介质，实现文件无限量存储； 7、烟气传感器类型、数量、维护日期动态管理，气体传感器自动配置，同时传感器供电无需更换电池，自动充电，增加传感器电池电量报警，提示用户注意，确保传感器处于安全状态； 8、交直流电压供电，支持外接电源箱供电或AC/DC桌面电源适配器供电，采用220V供电、充电，具有断电记忆功能，采样过程中，突然断电，自动保存工作数据，来电提示恢复继续采样； 9、标配电池25.9V 6AH,仪器功耗更低，20L/min，-8kPa负载时≥ 3小时 30L/min，-8kPa负载时≥ 2小时。可扩展备用电池输入。 ZR-3260D型低浓度自动烟尘烟气综合测试仪