用于过滤系统质量控制的扫描电镜和纤维分析

过滤器和膜的生产会经历多个质量控制步骤以确保产品的性能符合规格。 不同种类的工具可以用于这种分析，但只有一种可以提供最好的结果。 在这篇博客中了解如何使用扫描电镜（SEM）来研究金属过滤器中的缺陷。

根据不同的目的采用不同的滤材

无论我们是否意识到，每天都会直接或间接地使用许多过滤器。 例如，在进行化学处理之前，自来水被过滤几次，然后变成饮用水。 这是为了去除不同类型的粒子，从大石块到小砂粒。 在要求极端的情况下，过滤器会变得很厚，以至于可以捕获细菌。

空调也采用过滤系统。 它们主要用于捕集灰尘和小颗粒，但与活性炭结合后，它们可以吸收异味并净化空气。

还有，一些化学反应催化剂通常成形为具有微孔的金属网以使化学品流动，同时使暴露表面最大化并使流体在反应器中流动所需的压力最小化。

 
无论它们的用途如何，所有的过滤系统通常都需要清洁或更换，以确保它们能够在一段时间内正确运行。 清洁操作结合正常使用，最终将确定过滤器的生命周期，并及时进行更换。

金属网格的背散射图像BSD（1a）和二次电子图像SED（1b）之间的比较。 在背散射图像BSD中，颜色对比强调分析材料原子量的差异，使污染检测更容易。 二次电子图像SED信号增强了样品的形貌和样品的表面结构。

用扫描电镜（SEM）进行更深入的检查

研究过滤器最简单的方法显然是观察它。 光学显微镜在许多情况下可以提供大量关于较大过滤器的信息，但在其他情况下，它们提供的分辨率不足以进行深入检查。 

因此，得益于更高的放大倍数和更高的分辨率，扫描电镜被证明为检测任何类型过滤器的最佳分析技术。 扫描电镜（SEM）不仅显示了纤维之间的孔隙的大小，还显示了纤维本身的表面，它们的粗糙度以及更多。 那么究竟可以获得什么样的数据呢？

一种用于多重分析的工具

电子显微镜是一种成像工具，可使用户对样品进行高度详细的成像检查。 然而，如今的图像处理技术已经将这些设备变成了自动分析工具。 

一个明显的案例就是自动化系统来测量下图中显示的纤维直径。 在这里，软件可以重建纤维的方向并对其进行测量 - 这原本需要操作人员付出巨大努力和大量时间。 

在多层材料或涂层纤维的情况下，可以使用扫描电镜（SEM）来确定每层具有的合适尺寸，基材上材料分布均匀并且粗糙度在规格内。

过滤效率和产品使用寿命以及耐洗涤过程都可以从获得这些信息所带来的改进中获益。

超越成像：使用EDS进行化学成分分析

大多数电子显微镜配备有EDS检测器。该探测器收集样品发射的电磁辐射，以确定其组成元素的性质。 

例如，这种分析可用于纤维材料，以确定不同的成分是如何提高过滤器的使用寿命。 当对收集到的颗粒进行分析时，可以获得更多有趣的信息，从而为其性质研究提供宝贵的线索。

测量自动化的图像处理

过去几年中，图像处理技术有了显着的改进，现在，软件可以完成繁琐的操作，帮助节省操作员非常宝贵的时间。 将这些技术应用于纤维分析已经形成了一个强大的工具，可以完整地描述纤维直径及其方向，还可以描述纤维直径和方向之间形成的孔径尺寸。

自动检测纤维的一个例子（图2a），结果以直径尺寸分布直方图显示（图2b）。

自动检测孔径的示例（图3a）和结果显示的面积大小分布直方图（图3b）。