数显岩石点荷载仪工作原理

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

4月15日，中交四航局成功研制国内首台海洋环境与动荷载耦合试验设备，并拥有了该产品的自主知识产权。 　　该设备包括动载加载装置与海洋环境试验箱两部分。其中，动载加载装置为50吨疲劳试验机，可提供多种频率与加载方式的动荷载 海洋环境试验箱可提供盐水浸泡、盐水涨落及盐雾喷洒环境，模拟海洋水下区、水位变动区及浪溅区等海洋环境特点。整个设备真实模拟了海工建筑物在荷载与环境耦合作用下的工作环境，首次实现了动载与海洋环境耦合加载，填补了工程实际中环境与荷载耦合作用下混凝土耐久性研究领域的技术空白。该设备同时也为中交四航局参与的交通运输部“十一五”重大专项课题“环境与荷载耦合作用下海工混凝土结构耐久性及可靠度设计方法研究”的顺利开展提供了技术保障。

MTS 370系列荷载框架为Landmark® 和Bionix® 材料测试系统的基础。今年6月，随着第1000台MTS 370系列荷载框架成功交付给客户方DePuy Synthes（一家骨科植入物的生产商），MTS迎来了又一里程碑事件。 MTS向位于美国印第安纳州的DePuy实验室交付了10台材料试验设备，用于髋关节植入物的疲劳试验。迄今为止，截止2013年5月，MTS 370系列的载荷框架销售额累计达到1亿5千万美元， 安装范围涉及从阿尔及利亚到越南等39个国家，销售客户达到616家公司，其中13家公司已经先后购买了10台或10台以上设备。 近年来，MTS 370系列载荷框架产品的销售呈上升趋势。虽然前500台载荷框架的销售耗时3年多，但此后500台的销售仅用了不到2年的时间。销售的上升一部分是由于一项技术发展计划，即复合材料和金属材料结合的技术：100多台载荷框架已经用于SAFRAN集团的材料试验，它们主要是给SNECMA/GENERAL ELECTRIC公司进行新技术的开发。 随着2007年开始启动高性能MTS 370系列载荷框架系列产品的研发，MTS开始了对未来事业的投资。MTS 370系列载荷框架设计旨在满足各种各样零部件和材料样品的动、静态试验要求。与以前产品相比，MTS 370系列载荷框架对零部件配件数量的要求大大降低，因此，MTS各种型号产品能够实现更加标准化及更加经济的配置及生产。 客户偏向于配置（能够满足其不同需求的）载荷框架 在开始启动Landmark系列产品之前的几年，Scott Firman利用了一套&ldquo 扑克牌&rdquo 对客户进行了调研。这些牌的一面是载荷框架的照片，另一面是客户偏好的主要特色。当他询问客户对标准化MTS产品最喜欢的特色是什么，绝大多数的客户反馈他们希望根据自己的试验要求配置独一无二的载荷框架。 Firman说，&ldquo 我们对此感到很惊讶，客户想要的是能够准确满足他们需求的产品&rdquo 。这就是Landmark产品模块化设计的优势。Landmark产品不仅能够使客户获得高度可配置的产品以便满足他们不同的需求，而且还能使工厂获得标准化的产品所带来的一切便益。 客户其他的偏好包括： 准确满足其试验需求 易于更改试验设置 易于升级 易于安装 意外的试验中断不会损坏试件 易于购置 框架能够显示设备/试验状态 高性能设备 开关机简便 设备易于操作 易于确定（试样）性能 界面友好 外形美观 价格优惠 交货期较短 试验速度快 设计上优于最低安全要求 供应商遵循自愿性标准 正常运行时间长 设备运行操作无污染

2022年11月21日下午，“夸父一号”（ASO-S）载荷“硬X射线成像仪”（HXI）首图发布会在中国科学院紫金山天文台举行，会议同时向全国太阳物理同行网络直播。“夸父一号”卫星的全称为“先进天基太阳天文台”（ASO-S），于2022年10月9日在酒泉卫星中心成功发射。作为中国首颗综合性太阳探测卫星，“夸父一号”卫星的科学目标瞄准“一磁两暴”，即同时观测太阳磁场及太阳上两类最剧烈的爆发现象―耀斑和日冕物质抛射，研究它们的形成、演化、相互作用和彼此关联，同时为空间天气预报提供支持。作为卫星三大载荷之一的“硬X射线成像仪”，由中国科学院紫金山天文台牵头负责研制，承担着“一磁两暴”中观测太阳耀斑非热辐射的任务。ASO-S卫星工程首席科学家甘为群主持了发布会。在发布会上，HXI载荷主任设计师张哲首先介绍了ASO-S卫星和HXI载荷的设计、研制、发射及在轨早期梗概，然后详细展示了卫星入轨一个多月以来HXI载荷开展的各项在轨测试和定标工作，结果表明HXI载荷状态正常，各项功能性能均满足设计指标要求，已顺利投入科学观测活动，后续将继续配合科学需求，做好仪器功能性能的进一步优化。图 1. HXI观测到的一个太阳耀斑，是一个较小的C级耀斑，发生在2022年10月22日。此图为HXI分析软件测试版中的耀斑光变。图 2. 左图展示了2022年11月11日01时发生的一个耀斑图像，背景是SDO卫星拍摄的AIA 1700 Å图像，叠加的等值线为HXI两个能段的成像（25-30和30-35 keV，注意这里的图像尚未进行光栅定标，位置为平移对齐，但图像和太阳自转轴的倾角以及平台抖动带来的影响均已修正），可以看出经典的双足点源结构，且其中一个在高能具有精细的双源结构；右图显示了该耀斑在全日面图像上的位置。图 3. HXI观测到的2022年11月11日03时耀斑的光变（左）及成像（右）。左图分别展示了全开探测器、背景探测器的光变和10-300 keV的动态能谱图，右图为峰值期间AIA 1700 Å图像和叠加的HXI 25-30 keV的硬X射线源。两者的一致性充分说明HXI优异的成像性能和成像算法的正确性。随后，HXI载荷数据科学家苏杨就HXI在轨观测数据及结果进行了详细解读。首先介绍了HXI的科学目标、性能参数、数据特点，科学团队在发射前、后的一系列数据、软件、算法、模拟方面的准备工作，然后重点介绍了HXI开机以来数据的处理分析和成像结果。通过对比11月11日爆发的“双十一”系列耀斑的HXI数据和SDO/AIA图像，表明HXI各项功能指标达到预期目标，准直器性能、对齐精度、指向镜数据、探测器性能、成像算法、修正算法、能量定标算法均达到理想的效果。更重要的是，在准直器前后1.2米距离上最难对齐的36微米节距光栅子准直器（最高分辨率达到3.2角秒）在成像中也表现突出，这是很难得的一点。这说明在尚未进行光栅定标的情况下成像的优越性能已经超过HXI团队的预期，未来在进行详细的光栅子准直器定标后预计会达到更好的成像质量。卫星工程首席科学家甘为群总结，卫星发射才42天，HXI开机不足34天，其硬件团队就完成了绝大部分的在轨测试工作，证明了HXI在轨性能几乎完美地达到了预期的各项技术指标，为科学团队出成果创造了绝佳条件。HXI科学团队这段时间夜以继日，加班加点，由于准备充分，在HXI开机的第20天逮到第一个M级耀斑的当晚就获得了首幅太阳硬X射线图像。经过多方比对并经后续观测反复确认，这是我国首次获得太阳硬X射线图像，也是当下国际上地球视角唯一的太阳硬X射线像，其图像质量达到了国际先进水平。硬X射线成像原理与普通光学成像不同，除了精密的“光学系统”，还需要后端的成像算法等一系列的处理。今天的结果展示，虽然只有几张图，但却代表着0到1质的提升。尤其是HXI硬件团队与科学团队的紧密合作，堪称ASO-S卫星工程的楷模。甘为群希望，在接下来的ASO-S卫星另两个载荷FMG和LST首图发布中能有新的惊喜。ASO-S科学应用系统指挥（代理）、中科院紫金山天文台副台长范一中最后代表台领导对HXI团队取得的成就表示热烈祝贺，也衷心感谢在长达数年的HXI载荷研制过程中，团队成员的辛勤付出和忘我的工作精神，希望在接下来的在轨测试优化和科学观测中继续发扬团结协作传统，精心策划，争取早出成果、出好成果、出大成果。

9月7日11时01分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙遥四十运载火箭成功发射高光谱观测卫星(又名高分五号02星)。标志着我国大气环境领域的高光谱观测能力得到进一步提升，将满足我国在环境综合监测等方面的迫切需求，为全球大气环境遥感监测的业务化运行提供国产高光谱数据保障。　　据介绍，该卫星共搭载了七台遥感仪器，其中四台大气监测载荷由合肥研究院研制，分别是大气主要温室气体监测仪(GMI)、大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)、大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)、高精度偏振扫描仪(POSP)。　　GMI和EMI仪器入轨后将开展全球温室气体和污染气体监测。GMI可实现1~4ppm的二氧化碳探测和20ppb的甲烷探测，为我国“碳达峰与碳中和”战略提供技术支撑。EMI具备0.5纳米的紫外高光谱探测手段，可实现单日覆盖全球，实现二氧化氮、二氧化硫、臭氧和甲醛等污染气体监测，服务于我国“大气污染防治”及“臭氧和PM2.5协同探测”等国家战略。DPC能实现全球大气气溶胶和云的光学及微物理参数探测，为全球气候变迁研究及对地观测高精度大气辐射校正提供有效数据。POSP可与DPC协同配合，用于PM2.5、雾霾监测，助力打赢“蓝天保卫战”。　　本次发射的四台载荷研制工作于2018年下半年启动，2019年初通过了正样设计评审，并先后于2020年通过了验收评审。为完成此次发射任务，该院于2021年7月7日召开了高光谱观测卫星4台大气监测载荷试验队进场动员会。两个月来，大气监测载荷研制团队全体成员，克服各种困难因素，以严慎细实的态度做好各项工作，顺利保证了这次任务的圆满完成。　　今后，四台载荷将在高光谱观测卫星上同步运行，对于动态监测我国大气污染状况、贯彻落实大气污染防治攻坚任务等具有重要意义。除此之外，目前，中科院合肥物质科学研究院还承担了大气环境监测卫星等多颗卫星载荷的研制任务，将为我国大气环境的综合治理和实现碳达峰碳中和目标做出重要的技术支撑和保障。

急性髓系白血病(Acute Myeloid Leukemia, AML)是一组具有髓系特征的多发性异质性恶性肿瘤。通过化疗、放疗、造血干细胞移植、支持性治疗和靶向治疗等方式，可以提高患者五年总存活率；但是，与其他血液肿瘤相比，AML的治疗效果较差，最常见的表现是缓解后复发。因此，对于复发和化疗耐药的患者来说，迫切需要寻找新的具有有效和可控副作用的治疗药物和技术。溶瘤病毒（Oncolytic Virus, OVS）是一类具有复制能力的肿瘤杀伤型病毒，通过直接溶解感染的肿瘤细胞和间接增强宿主的抗肿瘤免疫力来介导肿瘤细胞的破坏。其种类有：新城疫病毒（Newcastle disease virus, NDV）、单纯疱疹病毒-1（Herpes simplex virus-1, HSV-1）、呼肠孤病毒（Reovirus）和溶瘤腺病毒（Oncolytic adenovirus）等。由于OVS优先破坏肿瘤细胞，而对正常细胞无害，同时越来越多的研究证据表明，AML细胞感染溶瘤病毒会显著增加肿瘤细胞的死亡率，这为AML的治疗提供了新的方法和思路，已经在多个临床试验中进行了安全性和可行性的探索。然而，B淋巴细胞会对血液循环中的OVS产生中和抗体(Neutralizing Bntibodies、NAbs)，从而阻止病毒的传播，最终会降低病毒的治疗效果。▲ OVS的双重作用模式，优先靶向并杀死癌细胞，而对正常细胞几乎没有有害的影响间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)是一类存在于多种组织(如骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织、脂肪组织等)，具有多向分化潜力的多能干细胞。在过去的十年中，MSCs被认为是OVS的理想载体，其原因有：(1)、MSCs为病毒提供了一个复制场所；(2)、MSCs能避免被免疫系统清除；(3)、MSCs确保病毒能到达肿瘤部位；(4)、MSCs会分泌细胞因子，增强抗肿瘤免疫反应。然而，携带溶瘤病毒的人脐带来源的间充质干细胞(Human umbilical cord-derived MSCs, Huc-MSCs)的抗肿瘤效果及其分子机制尚不清楚。▲ 间充质干细胞的分化潜力近日，贵州医科大学成体干细胞转化研究重点实验室赵星和何志旭教授课题组首次报道Huc-MSCs作为呼肠孤病毒的细胞载体，并使用博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统检测携带呼肠孤病毒的Huc-MSCs和MSCs在活体内对AML的治疗效果和抗肿瘤效果。该工作有助于提升研究人员对MSCs携带OVS的抗肿瘤机制的理解，并可能为临床治疗AML提供新的策略。相关成果已在国际著名期刊《International Immunopharmacology》发表。评价携带呼肠孤病毒的Huc-MSCs在体内的治疗效果。根据荧光素酶报告基因可用于体内移植的Huc-MSCs的定量，将呼肠孤病毒(Luc-MSCs-Reo)负载于Huc-MSCs，并静脉注射注射到AML小鼠模型内。通过博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统进行成像，结果显示Huc-MSCs位置同肿瘤THP-1细胞定位相同。小鼠的Kaplan-Meier生存曲线结果表明，接受呼肠孤病毒感染的Huc-MSCs的小鼠的中位存活时间比接受裸鼠呼肠孤病毒的小鼠显著增加。这些数据证实了Huc-MSCs作为呼肠孤病毒载体具有良好的治疗效果。▲ 携带呼肠孤病毒的Huc-MSCs对AML小鼠模型的治疗作用评价携带呼肠孤病毒的MSCs的体内抗肿瘤效果。建立具有免疫活性的小鼠AML模型，通过博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统进行成像，结果显示标记DIR的MSCs和呼肠孤病毒感染的MSCs对C1498肿瘤具有肿瘤归巢能力，提示携带呼肠孤病毒的MSCs维持其固有的向肿瘤细胞迁移的能力。根据各组的肿瘤体积和重量、肿瘤中的病毒RNA定量显示、治疗后小鼠血清干扰素-γ和肿瘤坏死因子-α水平及免疫组织化学法观察到肿瘤中CD8的表达结果，可得MSCs有效地将呼肠孤病毒运送到肿瘤部位，并触发小鼠的免疫反应，对肿瘤生长有明显的抑制作用。这些结果证实了MSCs载体能够增强呼肠孤病毒的抗肿瘤效果。▲ 携带呼肠孤病毒的MSCs对C57BL/6小鼠C1498肿瘤的治疗作用

空气中负氧离子的含量是空气质量好坏的关键。在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负（氧）离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用，其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。自然界中空气正、负离子是在紫外线宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生，既是不断产生，又不断消失，保持某一动态平衡状态。由于负离子的特性，空所中的负离子产生与消失会保持一个平衡，因此判断环境下负离子浓度需要借助专门的空气离子检测仪进行准确测量。负氧离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称，简言之就是带负电荷的氧离子。在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一，有着 “空气维生素”之称。工作原理：空气离子测量仪是测量大气中气体离子的专用仪器，它可以测量空气离子的浓度,分辨离子正负极性,并可依离子迁移率的不同来分辨被测离子的大小。一般采用电容式收集器收集空气离子所携带的电荷,并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流。测量仪主要包括极化电源、离子收集器、微电流放大器和直流供电电源四部分。首要要了解自己选负离子检测用途，目前有进口的负离子检测仪，国产的负离子检测仪，仿冒的负离子检测仪等等。分为便携的负离子检测仪，在线的负离子检测仪，按原理分又分为平行电极负离子检测仪和圆通电容器负离子检测仪两种。空气负氧离子检测分为 “平极板法测空气负离子” 和”电容法测空气负离子“这两种原理，其中“平极板”原理是比较常用的一种方法，检测快速，经济实惠，用于个人、工厂、实验室等单位。电容法测空气负离子检测仪是一种高性能检测方法，具有防尘、防潮等特点，相对于平极板法测空气负离子更加，特别适合于森林、风景区的使用，是林业局，科研单位测量空气质量的常见仪器。按收集器的结构分，负离子检测仪可以划分为平行板式和Gerdien 冷凝器式/双重圆筒轴式两种类型。1.Ebert式/平行电板式离子检测仪平行电板式离子检测仪是目前低端空气离子检测仪比较常用的一种方法。A跟B是一组平行的且相互绝缘的电极，B极顶端边着一个环形双极电极，空气通过右下角的风扇吸入，空气中的负离击打A/B电极放电，电荷传导到E环形电极形成自放电，放电信号被记录，从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上比较成熟，造价成本也比较低，但是易受外部环境影响，另外这种结构自身的弱点容易导致电解边缘效应，容易造成气流湍流，造成检测结果偏移较大。2.Gerdien冷凝器式/双重圆筒轴式双重圆筒轴式离子检测仪是目前中高端空气离子检测仪成熟的一种方法。整体结构由3个同心圆筒组成，外围筒身及内轴为电极，空气通过圆筒时，离子撞击筒身跟轴产生放电，放电信号被记录，从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上已非常成熟，但由于内部复杂的结构及控制，造价成本高昂，这种结构可以有效解决平行电板式结构固有的电解边缘效应，同时圆筒本身的结构及特殊的进气方式可以保持气流通过的平顺性，对离子数量及大小的检测精确性有极大提高。

疫情期间使得红外热像仪的市场大大增加，在商场、机场、火车站等人流密集的地方随处可见，无需接触即可准确测量人体温度。那么红外热像仪是怎样工作的呢？本文对有关知识做简要介绍，以飨读者。红外热像仪，是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的红外光转变为可见的热图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。使用红外热像仪，安全——可测量移动中或位于高处的高温表面；高效——快速扫描较大的表面或发现温差，高效发现潜在问题或故障；高回报——执行一个预测性维护程序可以显著降低维护和生产成本。但在疫情爆发之前，红外热像仪在工业测温场景使用得更广泛，需求也更稳定。在汽车研究发展领域——射出成型、引擎活塞、模温控制、刹车盘、电子电路设计、烤漆；在电机、电子业——电子零组件温度测试、印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、笔记本电脑散热测试；在安防领域的隐蔽探测，目标物特征分析；在电气自动化领域，各种电气装置的接头松动或接触不良、不平衡负荷、过载、过热等隐患，变压器中有接头松动套管过热、接触不良（抽头变换器）、过载、三相负载不平衡、冷却管堵塞不畅等，都可以被红外热像仪及时发现，避免进一步损失。对于电动机、发电机：可以发现轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。红外热像仪通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像。分为以下步骤：第一步：利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱。第二步：利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况。第三步：通过图像处理软件处理放大后的电信号，得到电子视频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得到可见图像。在不同的应用领域，对于红外热像仪的选择有不同的要求，主要考虑因素有热灵敏度——热像仪可分辨出的最小温差（噪音等效温差）、测量精度。反应到电路上，最应注意的既是第二步电信号的放大和采样。实际上，从信号处理，到数据通信，到温度控制反馈，都有较大的精度影响因素。红外热像仪的电路框图如图所示，基本工作步骤为：FPA探测器——信号放大——信号优化——信号ADC采样——SOC/FPGA整形与预处理——信号图形及数据显示，其间伴随TEC（热电制冷器）对探测器焦平面温度的反馈控制。热像仪中需要采集的信号为面阵红外光电信号，来源于红外探测器，通过将红外光学系统采集的红外信号FPA转换为微弱电信号输出，选择OP AMP时需要注意与FPA供电类型匹配及小信号放大。根据红外热像仪的使用场合，去选择适合的运放，达到最优的放大效果和损耗最小的放大信号。运放的多项直流指标都会直接影响到总的误差值。比如，VOS、MRR、PSRR、增益误差、检测电阻容差，输入静态电流，噪声等等。需要根据实际应用的特点，择取主要误差项目评估和优化。比如 CMRR 误差可以通过减小 Bus 电压纹波优化。PSRR 误差,可以通过选用 LDO 给 OPA 供电优化。提供一个好的电源，LDO 的低噪声和纹波更利于设计，选用供电LDO。在图三中的光电信号放大处，使用了TPH250X系列的OP AMP，特点是高带宽、高转换速率、低功耗和低宽带噪声，这使得该系列运放在具有相似电源电流的轨对轨 输入/输出运放中独树一帜，是低电源电压高速信号放大的理想选择。高带宽保证了原始信号完整性，高转换速率保证了整机运算的第一步速度，低宽带噪声保证了FPGA/SOC处理的原始信号的真实性。对于制冷型红外探测器，热电制冷器必不可少，它保障了FPA探测器的焦平面工作温度温度的稳定和灵敏，对于制冷补偿的范围精度要求较高。用电压值表示外界设定的FPA工作温度，输入高精度误差运放，得出差值电压，经过放大器运算后，对FPA进行补偿，从而使FPA温度稳定。在该系统中，AD转换芯片的性能决定了FPA的相位补偿量，决定了后端红外成像的质量。根据放大后输出信号的电压范围和噪声等效温差及响应率，可以计算AD转换芯片的分辨率，此处使用了16 bit高分辨率的单通道低功耗DAC，电源电压范围为2.7V至5.5V。5v时功耗为0.45 mW，断电时功耗为1 μW。使用通用3线串行接口，操作在时钟率高达30mhz，兼容标准SPI®、QSPI™和DSP接口标准。同时满足了动态范围宽、速度快、功耗低的要求。对于一般的工业红外热像仪的补偿来说，TPC116S1已经足够。此外，对于整体的供电而言，FPGA/SOC的分级供电，电源管理芯片的选择要适当。对于运放和ADC的供电，为减小误差，需要低噪声的LDO，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。LDO输出电压小于输入电压，稳定性好，负载响应快，输出纹波小。具有最低的成本，最低的噪声和最低的静态电流，外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。而在总体的供电转换中，使用了DCDC——TPP2020，它的宽范围，保证了电源设计的简洁。内置省电模式，轻载时高效，具有内部软启动，热关断功能。DC-DC一般包括boost（升压）、buck（降压）、Boost/buck（升/降压）和反相结构，具有高效率、宽范围、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器的外围电路仅需电感和滤波电容，但是输出纹波大，开关噪声较大、成本相对较高，故在电源设计中，用量少且尽量避开灵敏原件，以避免对灵敏原件的干扰。红外热像仪既可以走入民用，成为各个家庭的健康小帮手，也可以是精密工业电子的好伙伴。面对不同的市场，组成它的电子元器件也有不同的选择。而不变的是，精密的设计对于真实的反映，特别是模拟器件。

简支梁冲击试验机是一种广泛应用于材料科学、机械工程、交通运输等领域的重要实验设备。它主要用于测定材料的冲击韧性、抗疲劳性能和断裂韧性等指标，对于材料性能的准确评估和产品安全性的预测具有重要意义。简支梁冲击试验机的工作原理基于冲击试验方法。在冲击试验中，试样受到瞬时冲击载荷的作用，然后观察试样的变形和断裂情况。简支梁冲击试验机通过给试样施加冲击载荷，并通过高精度传感器测量试样的变形量和断裂能等参数，从而实现对材料性能的评价。上海和晟 HS-XCJD-5J 数显简支梁冲击试验机简支梁冲击试验机主要由以下几个部分组成：冲击装置：该装置包括一个可以瞬间释放能量的冲击源。试样夹持器：该装置用于固定试样，保证试样在冲击过程中不发生移动。传感器：该装置用于测量试样的变形量和冲击能。数据采集和处理系统：该系统用于采集和处理试验数据，并输出结果。在进行简支梁冲击试验时，需要按照以下步骤操作：将待测试样放置在试样夹持器中，并调整夹持器的位置和角度，确保试样在冲击过程中不会发生移动。根据试验要求设置冲击源的能量，并启动冲击装置。在冲击过程中，传感器会记录试样的变形量和冲击能，并将数据传输到数据采集和处理系统中。数据采集和处理系统对数据进行处理和分析，并输出试验结果。通过对试验结果的分析，可以得出材料的冲击韧性、抗疲劳性能和断裂韧性等指标。这些指标对于评估材料的性能和产品安全性具有重要意义。例如，在汽车制造中，材料的这些性能指标直接关系到汽车的安全性和可靠性。因此，简支梁冲击试验机在汽车制造领域的应用尤为重要。总之，简支梁冲击试验机是一种重要的实验设备，它能够实现对材料性能的准确评估和产品安全性的预测。在材料科学、机械工程、交通运输等领域得到广泛应用。然而，在使用简支梁冲击试验机时需要注意一些问题，如试样的制备和安装、设备的维护和保养等。只有正确操作和使用简支梁冲击试验机，才能获得准确的试验结果，从而为材料的性能评估和产品安全性的预测提供有力支持。

多通道加载疲劳试验系统 　　电液伺服多通道（协调）加载试验系统主要用于各种地面车辆、空中飞行器以及舰船等受力复杂的行驶机构的总成、部件以及整机多点（协调）加载试验。广泛应用于航天、航空、军工、原子能、舰船、高等教育以及地面车辆等领域。 　　关于多通道耦合加载疲劳试验多通道协调加载试验系统可以分成两大类： 　　一类是通道之间不耦合，只有相位协调关系。 　　另一类是多通道的耦合加载，这类系统不仅仅是相位的协调关系，还存在各个通道之间的解藕问题，比如WB公司的六自由度的道路模拟试验系统，在车辆的一个轮毂的三个坐标上安装三个作动器，实现六自由度的加载，模拟道路载荷谱，这样的系统就不仅仅是三个作动器进行简单的相位控制就可以实现的，而需要将道路采集回来的真实路谱进行迭代。还有一种是简单的解耦，如太空穿梭游戏机，将规定的三维轨迹进行解耦，计算出每个作动器在时域的运动谱，然后进行分别驱动即可，这种模式技术含量相对低得多。 　　微机控制电液伺服多通道拟动力加载系统-供应 　　信息编号：T8342573 （虚假举报） 　　该产品独具特点： 　　1.为了保证整机工作状态稳定可靠，控制系统采用 配备了目前 较先进的PⅣ工控机。 　　2.作动器全部采用了AMSLER技术. 　　3.该直线式伺服作动器配置 位移传感器，使位移测量误差仅 2&mu m，极大地满足了用户高精度要求。 　　4.负荷传感器 精度达0.03%FS的负荷传感器，保证了试验力测量精度。 　　5.在伺服油源系统方面，为保证多台作动器同时或部分投入工配置了由多套油泵电机组 组成的伺服油源，使用户可根据试验需要选择同时启动还是只启动一套 　　油泵电机组，不仅节省了能源，也降低了故障停机率。 　　1)由于该控制系统关键元器件大部采用了进口器件，并采用了当代先进的全数字闭环控制技术，使 整机性能达到了国外同类产品的水平 　　2)可进行等位移、等速率控制并可进行位移保持。 　　3)拟动力试验可以自动或手动方式工作。 　　4)控制系统具有示波器检测接口。 　　一.DGS-通道全数字伺服控制系统 　　1.全数字控制系统组成 　　全数字协调加载试验系统由两部分组成: 　　.上位机 　　包括计算机、计算机软件。 　　？下位机包括工控机箱、主控及数据采集模板、通道伺服控制器模板、通道函数发生模板。 　　上位机、下位机通过高速数据传输线传输数据。 　　2.系统性能指标(略) 　　3.全数字伺服控制器系统软件 　　软件功能 　　⑴．设定系统控制参数（P、I、D、F） 　　⑵．传感器自动调零， 　　⑶．传感器多点线性拟合标定 　　⑷．系统安全保护软件 　　⑸．静态试验、疲劳试验波形设定软件 　　⑹．波形类型：正弦波、三角波、梯形波、方波、随机波、组合波、斜波、锯齿波、外输入采集频谱 　　⑺．系统控制方式：负荷控制或位移控制，且两种控制方式可以平滑无扰动切换 　　⑻．通道分配：可随意设定试验所占用的通道 　　⑼．试验波形方式设定：即设定试验的加载方式（载荷或位移），加载的各种波形、频率、相位、终值及重复次数等试验参数。 　　试验波形方式设定非常灵活，几乎可以模拟出任意形状的曲线。 　　⑽．试验参数的设置：设置试验的控制方式及相关参数、卸载时间、试验的开始点等 　　⑾．试验选择：将所设定的试验挂接在试验站上，可以只挂接一个试验，也可以挂接多个试验，且每个试验可以同时控制多个通道， 　　多个试验可以同时运行，也可以分别运行。 　　⑿．在试验的过程中，用户可以随时干预试验，如调整PIDF参数，阀控参数、保持、加速、增幅、减幅、卸载等， 　　以保证试验的精确性； 　　在此处加了管理员密码，有安全保护功能，防止设置参数被随意改动。 　　⒀．控制方法：静态伺服控制，动态高频伺服控制，多通道解耦控制，动、静踏步法，幅值修正法， 　　相位修正法，幅相修正法。 　　4.控制系统的主要特点：　　我公司的控制系统为多通道全数字式控制系统， 　　负荷控制系统的P、I、D、K 参数及位移控制系统的P、I、D 、K参数均为独立的两套参数储存于下位机及上位机的系统文件中。 　　二. 多通道协调加载系统技术特点 　　1.伺服控制系统 　　1)本公司生产的多通道协调加载控制系统的电器设计采用了多CPU系统，每通道自带CPU，实现各通道自管理。 　　测量系统大都采用美国AD公司先进的器件，采用调制载波及调制解调技术，即可实现快速连续长时间稳定测量， 　　又可以低速高精度、宽范围测量。 　　2)本系统可外接变形测量通道，可以提高系统对试件变形控制的精度。 　　3)软件采用Windows环境下虚拟仪器技术，界面风格人性化，操作方便。 　　软件的运行环境可以是WindowsXp、Windows2000，软件界面友好， 　　操作方便灵活。 　　2.伺服系统 　　1)本公司生产的伺服关键元器件均为进口。 　　2) 油箱结构采用整体油箱，这样对油温的控制，液位的控制大有好处。 　　其他相关信息 　　（万能试验机、电液伺服试验机、压力试验机、卧式拉力试验机、岩石三轴试验机、钢绞线试验机、松弛试验机、引伸计、耐久试验机、拟动力控制系统、电子万能试验机、顶锻试验机、板材弯曲试验机、疲劳试验机 参考资料： 1.WWW.RUMUL.NET.CN 2.WWW.WALTERBAI.COM 3.loxofo@yahoo.com.cn 4.13709181703 5.13581584194 开放分类： 多通道协调加载试验机系统/欧洲进口 疲劳试验机功能和技术要求 1. 基本功能：可适用于对各种大型混凝土、钢筋混凝土结构件、桥梁、各种桁架等进行静态压缩试验和单向动态脉动疲劳试验； 可适用预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具等疲劳荷载性能试验检测； 2. 主要组成：疲劳试验系统由液压式脉动器、电气控制系统、液压作动器、加载龙门框架、液压管路、计算机数据采集及处理系统等组成，系统控制通道数不少于10个。 3. 主要技术要求 1） 最大静态测试力：（kN）：2000 2） 最大动态测试力：（kN）：2000 4. 液压作动器数量和主要技术参数： 加载能力（静态/动态） 行程（mm） 振幅（mm） 频率范围（Hz） 数量（个） 1000 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 500 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 250 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 100 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 50 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 6. 液压脉动器 1） 总系统通道数&ge 10个。 2） 液压脉动器排量（ml/次）：0~800 3） 液压泵压力（MPa）：21~28 4） 有温度超温报警、液位超限报警、油路堵塞报警及自动停机功能。 5） 管路。 7. 控制系统：实现对试验系统的电气控制和手动调节。 1） 可数字显示静态试验力，动态试验力的上下峰值，试验次数； 2） 应具有试验力标定、清零、动静态测量转换等功能，并具有试验力设定值过载保护功能。 3） 应具有润滑故障、试样断裂振动等报警显示装置。 4） 可显示试验频率、主电机工作电流。 5） 应配置试验力增减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。 8. 数据采集及处理系统 1） 可根据对试验的不同要求，设置不同的试验方案。试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成。 2） 配置应用软件、波形发生软件及其他实时处理软件。 3） 信号处理、数采模板应既能采集和处理系统的试验数据。 4） 配置可转换不间断电源；具有停电保护功能。 多通道加载疲劳试验系统 　　电液伺服多通道（协调）加载试验系统主要用于各种地面车辆、空中飞行器以及舰船等受力复杂的行驶机构的总成、部件以及整机多点（协调）加载试验。广泛应用于航天、航空、军工、原子能、舰船、高等教育以及地面车辆等领域。 　　关于多通道耦合加载疲劳试验多通道协调加载试验系统可以分成两大类： 　　一类是通道之间不耦合，只有相位协调关系。 　　另一类是多通道的耦合加载，这类系统不仅仅是相位的协调关系，还存在各个通道之间的解藕问题，比如WB公司的六自由度的道路模拟试验系统，在车辆的一个轮毂的三个坐标上安装三个作动器，实现六自由度的加载，模拟道路载荷谱，这样的系统就不仅仅是三个作动器进行简单的相位控制就可以实现的，而需要将道路采集回来的真实路谱进行迭代。还有一种是简单的解耦，如太空穿梭游戏机，将规定的三维轨迹进行解耦，计算出每个作动器在时域的运动谱，然后进行分别驱动即可，这种模式技术含量相对低得多。 　　微机控制电液伺服多通道拟动力加载系统-供应 　　信息编号：T8342573 （虚假举报） 　　该产品独具特点： 　　1.为了保证整机工作状态稳定可靠，控制系统采用 配备了目前 较先进的PⅣ工控机。 　　2.作动器全部采用了AMSLER技术. 　　3.该直线式伺服作动器配置 位移传感器，使位移测量误差仅 2&mu m，极大地满足了用户高精度要求。 　　4.负荷传感器 精度达0.03%FS的负荷传感器，保证了试验力测量精度。 　　5.在伺服油源系统方面，为保证多台作动器同时或部分投入工配置了由多套油泵电机组 组成的伺服油源，使用户可根据试验需要选择同时启动还是只启动一套 　　油泵电机组，不仅节省了能源，也降低了故障停机率。 　　1)由于该控制系统关键元器件大部采用了进口器件，并采用了当代先进的全数字闭环控制技术，使 整机性能达到了国外同类产品的水平 　　2)可进行等位移、等速率控制并可进行位移保持。 　　3)拟动力试验可以自动或手动方式工作。 　　4)控制系统具有示波器检测接口。 　　一.DGS-通道全数字伺服控制系统 　　1.全数字控制系统组成 　　全数字协调加载试验系统由两部分组成: 　　.上位机 　　包括计算机、计算机软件。 　　？下位机包括工控机箱、主控及数据采集模板、通道伺服控制器模板、通道函数发生模板。 　　上位机、下位机通过高速数据传输线传输数据。 　　2.系统性能指标(略) 　　3.全数字伺服控制器系统软件 　　软件功能 　　⑴．设定系统控制参数（P、I、D、F） 　　⑵．传感器自动调零， 　　⑶．传感器多点线性拟合标定 　　⑷．系统安全保护软件 　　⑸．静态试验、疲劳试验波形设定软件 　　⑹．波形类型：正弦波、三角波、梯形波、方波、随机波、组合波、斜波、锯齿波、外输入采集频谱 　　⑺．系统控制方式：负荷控制或位移控制，且两种控制方式可以平滑无扰动切换 　　⑻．通道分配：可随意设定试验所占用的通道 　　⑼．试验波形方式设定：即设定试验的加载方式（载荷或位移），加载的各种波形、频率、相位、终值及重复次数等试验参数。 　　试验波形方式设定非常灵活，几乎可以模拟出任意形状的曲线。 　　⑽．试验参数的设置：设置试验的控制方式及相关参数、卸载时间、试验的开始点等 　　⑾．试验选择：将所设定的试验挂接在试验站上，可以只挂接一个试验，也可以挂接多个试验，且每个试验可以同时控制多个通道， 　　多个试验可以同时运行，也可以分别运行。 　　⑿．在试验的过程中，用户可以随时干预试验，如调整PIDF参数，阀控参数、保持、加速、增幅、减幅、卸载等， 　　以保证试验的精确性； 　　在此处加了管理员密码，有安全保护功能，防止设置参数被随意改动。 　　⒀．控制方法：静态伺服控制，动态高频伺服控制，多通道解耦控制，动、静踏步法，幅值修正法， 　　相位修正法，幅相修正法。 　　4.控制系统的主要特点： 　　我公司的控制系统为多通道全数字式控制系统， 　　负荷控制系统的P、I、D、K 参数及位移控制系统的P、I、D 、K参数均为独立的两套参数储存于下位机及上位机的系统文件中。 　　二. 多通道协调加载系统技术特点 　　1.伺服控制系统 　　1)本公司生产的多通道协调加载控制系统的电器设计采用了多CPU系统，每通道自带CPU，实现各通道自管理。 　　测量系统大都采用美国AD公司先进的器件，采用调制载波及调制解调技术，即可实现快速连续长时间稳定测量， 　　又可以低速高精度、宽范围测量。 　　2)本系统可外接变形测量通道，可以提高系统对试件变形控制的精度。 　　3)软件采用Windows环境下虚拟仪器技术，界面风格人性化，操作方便。 　　软件的运行环境可以是WindowsXp、Windows2000，软件界面友好， 　　操作方便灵活。 　　2.伺服系统 　　1)本公司生产的伺服关键元器件均为进口。 　　2) 油箱结构采用整体油箱，这样对油温的控制，液位的控制大有好处。 　　其他相关信息 　　（万能试验机、电液伺服试验机、压力试验机、卧式拉力试验机、岩石三轴试验机、钢绞线试验机、松弛试验机、引伸计、耐久试验机、拟动力控制系统、电子万能试验机、顶锻试验机、板材弯曲试验机、疲劳试验机 参考资料： 1.WWW.RUMUL.NET.CN 2.WWW.WALTERBAI.COM 3.loxofo@yahoo.com.cn 4.13709181703 5.13581584194 开放分类： 多通道协调加载试验机系统/欧洲进口 疲劳试验机功能和技术要求 1. 基本功能：可适用于对各种大型混凝土、钢筋混凝土结构件、桥梁、各种桁架等进行静态压缩试验和单向动态脉动疲劳试验； 可适用预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具等疲劳荷载性能试验检测； 2. 主要组成：疲劳试验系统由液压式脉动器、电气控制系统、液压作动器、加载龙门框架、液压管路、计算机数据采集及处理系统等组成，系统控制通道数不少于10个。 3. 主要技术要求 1） 最大静态测试力：（kN）：2000 2） 最大动态测试力：（kN）：2000 4. 液压作动器数量和主要技术参数： 加载能力（静态/动态） 行程（mm） 振幅（mm） 频率范围（Hz） 数量（个） 1000 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 500 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 250 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 100 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 50 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 6. 液压脉动器 1） 总系统通道数&ge 10个。 2） 液压脉动器排量（ml/次）：0~800 3） 液压泵压力（MPa）：21~28 4） 有温度超温报警、液位超限报警、油路堵塞报警及自动停机功能。 5） 管路。 7. 控制系统：实现对试验系统的电气控制和手动调节。 1） 可数字显示静态试验力，动态试验力的上下峰值，试验次数； 2） 应具有试验力标定、清零、动静态测量转换等功能，并具有试验力设定值过载保护功能。 3） 应具有润滑故障、试样断裂振动等报警显示装置。 4） 可显示试验频率、主电机工作电流。 5） 应配置试验力增减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。 8. 数据采集及处理系统 1） 可根据对试验的不同要求，设置不同的试验方案。试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成。 2） 配置应用软件、波形发生软件及其他实时处理软件。 3） 信号处理、数采模板应既能采集和处理系统的试验数据。 4） 配置可转换不间断电源；具有停电保护功能。 多通道加载疲劳试验系统 　　电液伺服多通道（协调）加载试验系统主要用于各种地面车辆、空中飞行器以及舰船等受力复杂的行驶机构的总成、部件以及整机多点（协调）加载试验。广泛应用于航天、航空、军工、原子能、舰船、高等教育以及地面车辆等领域。 　　关于多通道耦合加载疲劳试验多通道协调加载试验系统可以分成两大类： 　　一类是通道之间不耦合，只有相位协调关系。 　　另一类是多通道的耦合加载，这类系统不仅仅是相位的协调关系，还存在各个通道之间的解藕问题，比如WB公司的六自由度的道路模拟试验系统，在车辆的一个轮毂的三个坐标上安装三个作动器，实现六自由度的加载，模拟道路载荷谱，这样的系统就不仅仅是三个作动器进行简单的相位控制就可以实现的，而需要将道路采集回来的真实路谱进行迭代。还有一种是简单的解耦，如太空穿梭游戏机，将规定的三维轨迹进行解耦，计算出每个作动器在时域的运动谱，然后进行分别驱动即可，这种模式技术含量相对低得多。 　　微机控制电液伺服多通道拟动力加载系统-供应 　　信息编号：T8342573 （虚假举报） 　　该产品独具特点： 　　1.为了保证整机工作状态稳定可靠，控制系统采用 配备了目前 较先进的PⅣ工控机。 　　2.作动器全部采用了AMSLER技术. 　　3.该直线式伺服作动器配置 位移传感器，使位移测量误差仅 2&mu m，极大地满足了用户高精度要求。 　　4.负荷传感器 精度达0.03%FS的负荷传感器，保证了试验力测量精度。 　　5.在伺服油源系统方面，为保证多台作动器同时或部分投入工配置了由多套油泵电机组 组成的伺服油源，使用户可根据试验需要选择同时启动还是只启动一套 　　油泵电机组，不仅节省了能源，也降低了故障停机率。 　　1)由于该控制系统关键元器件大部采用了进口器件，并采用了当代先进的全数字闭环控制技术，使 整机性能达到了国外同类产品的水平 　　2)可进行等位移、等速率控制并可进行位移保持。 　　3)拟动力试验可以自动或手动方式工作。 　　4)控制系统具有示波器检测接口。 　　一.DGS-通道全数字伺服控制系统 　　1.全数字控制系统组成 　　全数字协调加载试验系统由两部分组成: 　　.上位机 　　包括计算机、计算机软件。 　　？下位机包括工控机箱、主控及数据采集模板、通道伺服控制器模板、通道函数发生模板。 　　上位机、下位机通过高速数据传输线传输数据。 　　2.系统性能指标(略) 　　3.全数字伺服控制器系统软件 　　软件功能 　　⑴．设定系统控制参数（P、I、D、F） 　　⑵．传感器自动调零， 　　⑶．传感器多点线性拟合标定 　　⑷．系统安全保护软件 　　⑸．静态试验、疲劳试验波形设定软件 　　⑹．波形类型：正弦波、三角波、梯形波、方波、随机波、组合波、斜波、锯齿波、外输入采集频谱 　　⑺．系统控制方式：负荷控制或位移控制，且两种控制方式可以平滑无扰动切换 　　⑻．通道分配：可随意设定试验所占用的通道 　　⑼．试验波形方式设定：即设定试验的加载方式（载荷或位移），加载的各种波形、频率、相位、终值及重复次数等试验参数。 　　试验波形方式设定非常灵活，几乎可以模拟出任意形状的曲线。 　　⑽．试验参数的设置：设置试验的控制方式及相关参数、卸载时间、试验的开始点等 　　⑾．试验选择：将所设定的试验挂接在试验站上，可以只挂接一个试验，也可以挂接多个试验，且每个试验可以同时控制多个通道， 　　多个试验可以同时运行，也可以分别运行。 　　⑿．在试验的过程中，用户可以随时干预试验，如调整PIDF参数，阀控参数、保持、加速、增幅、减幅、卸载等， 　　以保证试验的精确性； 　　在此处加了管理员密码，有安全保护功能，防止设置参数被随意改动。 　　⒀．控制方法：静态伺服控制，动态高频伺服控制，多通道解耦控制，动、静踏步法，幅值修正法， 　　相位修正法，幅相修正法。 　　4.控制系统的主要特点： 　　我公司的控制系统为多通道全数字式控制系统， 　　负荷控制系统的P、I、D、K 参数及位移控制系统的P、I、D 、K参数均为独立的两套参数储存于下位机及上位机的系统文件中。 　　二. 多通道协调加载系统技术特点 　　1.伺服控制系统 　　1)本公司生产的多通道协调加载控制系统的电器设计采用了多CPU系统，每通道自带CPU，实现各通道自管理。 　　测量系统大都采用美国AD公司先进的器件，采用调制载波及调制解调技术，即可实现快速连续长时间稳定测量， 　　又可以低速高精度、宽范围测量。 　　2)本系统可外接变形测量通道，可以提高系统对试件变形控制的精度。 　　3)软件采用Windows环境下虚拟仪器技术，界面风格人性化，操作方便。 　　软件的运行环境可以是WindowsXp、Windows2000，软件界面友好， 　　操作方便灵活。 　　2.伺服系统 　　1)本公司生产的伺服关键元器件均为进口。 　　2) 油箱结构采用整体油箱，这样对油温的控制，液位的控制大有好处。 　　其他相关信息 　　（万能试验机、电液伺服试验机、压力试验机、卧式拉力试验机、岩石三轴试验机、钢绞线试验机、松弛试验机、引伸计、耐久试验机、拟动力控制系统、电子万能试验机、顶锻试验机、板材弯曲试验机、疲劳试验机 参考资料： 1.WWW.RUMUL.NET.CN 2.WWW.WALTERBAI.COM 3.loxofo@yahoo.com.cn 4.13709181703 5.13581584194 开放分类： 多通道协调加载试验机系统/欧洲进口 疲劳试验机功能和技术要求 1. 基本功能：可适用于对各种大型混凝土、钢筋混凝土结构件、桥梁、各种桁架等进行静态压缩试验和单向动态脉动疲劳试验； 可适用预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具等疲劳荷载性能试验检测； 2. 主要组成：疲劳试验系统由液压式脉动器、电气控制系统、液压作动器、加载龙门框架、液压管路、计算机数据采集及处理系统等组成，系统控制通道数不少于10个。 3. 主要技术要求 1） 最大静态测试力：（kN）：2000 2） 最大动态测试力：（kN）：2000 4. 液压作动器数量和主要技术参数： 加载能力（静态/动态） 行程（mm） 振幅（mm） 频率范围（Hz） 数量（个） 1000 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 500 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 250 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 100 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 50 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 6. 液压脉动器 1） 总系统通道数&ge 10个。 2） 液压脉动器排量（ml/次）：0~800 3） 液压泵压力（MPa）：21~28 4） 有温度超温报警、液位超限报警、油路堵塞报警及自动停机功能。 5） 管路。 7. 控制系统：实现对试验系统的电气控制和手动调节。 1） 可数字显示静态试验力，动态试验力的上下峰值，试验次数； 2） 应具有试验力标定、清零、动静态测量转换等功能，并具有试验力设定值过载保护功能。 3） 应具有润滑故障、试样断裂振动等报警显示装置。 4） 可显示试验频率、主电机工作电流。 5） 应配置试验力增减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。 8. 数据采集及处理系统 1） 可根据对试验的不同要求，设置不同的试验方案。试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成。 2） 配置应用软件、波形发生软件及其他实时处理软件。 3） 信号处理、数采模板应既能采集和处理系统的试验数据。 4） 配置可转换不间断电源；具有停电保护功能。

由中国科学技术大学物理学院副教授单旭为主任设计师，地球和空间科学学院、物理学院组成的空间等离子体科学探测载荷研制团队，联合航天科技集团五院513所等单位，近期成功研制北斗三号卫星低能离子探测载荷。载荷研制成果论文被《开放天文学》期刊接受发表，首次在轨观测结果在线发表于《中国科学-技术科学》期刊。 北斗三号卫星低能离子能谱仪载荷在轨运行示意图 课题组供图空间低能离子是空间等离子体探测的基本要素，卫星载荷的原位探测数据不仅可以用来研究太阳活动及其太阳风对行星际空间和行星磁场的作用、磁层结构及其动力学、磁场重联和环电流现象等空间物理，而且还能对空间天气极端事件予以预警，为卫星或飞船的安全运行提供保障。因此，绝大部分的探测卫星都会携带空间等离子体探测载荷。与国际先进的低能粒子载荷相比，我国的同类载荷相对落后，获得第一手的基准数据较少，相关科学和应用研究受限。在中国科学院院士王水、窦贤康等人的倡议下，2012年中国科大地球和空间科学学院汪毓明团队、物理学院陈向军团队和安琪/刘树彬团队联合组建了中国科大空间低能粒子有效载荷研制团队，由单旭任载荷主任设计师，带领团队进行关键技术攻关。2014年团队完成了空间低能离子谱仪原理样机和性能定标，2015年2月顺利通过专家组评审。2016年3月团队承担实践十八号卫星载荷研制任务，得益于前期的技术攻关，在一年时间内完成了原理样机、鉴定件和飞行件航天产品研制，并于2017年2月交付装星，7月卫星发射。载荷研制成果论文于2019年发表在《中国科学-技术科学》期刊。审稿专家表示：“看到中国大学研制出紧凑、功能强大的空间离子谱仪，非常令人鼓舞。与同类仪器参数相比，该谱仪比其它离子谱仪具有更高的性能”。2018年团队承担北斗三号卫星等离子体探测包的低能离子载荷研制任务，在上款载荷的基础上，进一步拓展了离子能量探测范围；提高了能量和角度分辨率；减小了载荷功耗、尺寸和重量。载荷飞行件产品于2019年11月交付，2020年6月卫星发射成功。2020年8月27日首次开机测试正常，2021年9月23日正式开始科学数据测量。其中，首次在轨测量得出的离子微分通量定量数据，与美国国家航空航天局的Van Allan探测结果一致，数据质量达到国际先进水平。相关研究结果近期在线发表在《中国科学-技术科学》期刊上，审稿专家认为：“结果非常具有吸引力，获取的科学数据对研究磁层离子动力学和监测空间环境很重要”。北斗三号卫星低能离子载荷的成功研制，标志着中国科大空间低能粒子载荷研制团队和平台建设日趋成熟，已经具备承担相关国家空间探测计划任务的能力。中国科大单旭为上述论文的第一作者和通讯作者，缪彬副研究员为首次在轨观测成果论文的共同第一作者，汪毓明教授为项目负责人、论文的共同通讯作者。相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s11431-022-2143-6https://doi.org/10.1007/s11431-018-9288-8

原子力显微术（AFM）作为一种表征手段，已成功应用于研究各个领域的表面结构和性质。随着人们对多功能和更高精度的需求，原子力显微技术得到了快速发展。目前，原子力显微镜针对不同的研究对象，搭配特定的应用功能模块可以研究材料的力学、电学以及磁学等特性。其中压电力显微术（PFM）已被广泛应用于研究压电材料中的压电性和铁电性。1. 压电材料与铁电材料压电材料具有压电效应，从宏观角度来看，是机械能与电能的相互转换的实现。当对压电材料施加外力时，内部产生极化现象，表面两侧表现出相反的电荷，此过程将机械能转化为电能，为正压电效应。与之相反，若给压电材料的施加电场，材料会产生膨胀或收缩的形变，此过程将电能转化为机械能，为逆压电效应。铁电材料同时具备铁电性和压电性。铁电性指在一定温度范围内材料会产生自发极化。铁电体晶格中的正负电荷中心不重合，没有外加电场时也具有电偶极矩，并且其自发极化可以在外电场作用下改变方向。并非所有的压电材料都具有铁电性，例如压电薄膜 ZnO。压电铁电材料广泛应用于压电制动器、压电传感器系统等各个领域，与我们的生活息息相关，还应用于具有原子分辨率的科学仪器技术，例如在原子力显微镜中扫描的精度在很大程度上取决于内部压电陶瓷管扫描器的性能。2. PFM工作原理原子力显微镜是一种表面表征工具，通过检测针尖与样品间不同的相互作用力来研究样品表面的不同结构和性质。针尖由悬臂固定，激光打在悬臂的背面反射到位置敏感光电二极管上，由于针尖样品间作用力发生变化会使悬臂产生相应的形变，激光光束的位置会有所偏移，通过检测光斑的变化可获得样品的表面形貌信息。 图1 压电力显微术工作原理PFM测量中导电针尖与样品表面接触，样品需提前转移到导电衬底上，施加电压时可在针尖在样品间形成垂直电场。为检测样品的压电响应，在两者之间施加AC交流电场，由于逆压电效应，样品会出现周期性的形变。当施加电场与样品的极化方向相同时，样品会产生膨胀，反之，当施加电场与样品的极化方向相反时，样品会收缩。由于样品与针尖接触，悬臂会随着样品表面周期性振荡发生形变，悬臂挠度的变化量与样品电畴的膨胀或收缩量直接相关，被AFM锁相放大器提取，获得样品的压电响应信号。3． PFM的测量模式图2 压电力显微术的三种测量模式PFM目前有三种测量模式，分别为常规的压电力显微术、接触共振压电力显微术和双频共振追踪压电力显微术。常规的压电力显微术在测量过程中针尖的振动频率远小于其自由共振频率，将其称为Off-resonance PFM。这种模式得到的压电信号通常较小，一般需要施加更高的电压，通常薄层材料的矫顽场较小，有可能会改变样品本身的极性，不利于薄层材料压电响应的测量，存在一定的局限性。此时获得的振幅值正比于压电系数，利用针尖的灵敏度可直接将振幅得到的PFM 信号转换为样品的表面位移信息，获得材料的压电系数。接触共振的压电力显微术测量称其为contact-resonance PFM，可以有效放大信号，针尖的振动频率为针尖与样品接触时的接触共振频率，一般是针尖自由共振频率的3-5倍。此时无需施加很高的外场就能得到较强的PFM信号，不会改变样品的极化方向。此时测得 PFM 压电响应信号比常规FPM测量的响应信号幅值放大了 Q 倍（Q为共振峰品质因子），计算压电系数时需考虑放大的倍数。但此技术也存在一定的局限性，针尖的接触共振频率是在某一位置获得的，接触共振频率取决于此位置的局部刚度。在扫描的过程中，针尖与样品之间的接触面积会发生变化，引起接触共振频率的变化，若以单一的接触共振频率为针尖的振动频率会使得信号不稳定，测得的振幅信号在共振频率处放大，其余地方信号较弱，极大的影响压电系数的定量分析，得到与理论值不符的压电系数。与此同时PFM信号易与形貌信号耦合，产生串扰。双频共振追踪压电力显微术（DART-PFM）可以有效避免压电信号与形貌的串扰。在这项技术中，通过两个锁相放大器分别给针尖施加在接触共振峰两侧同一振幅位置的频率，当接触共振频率变化时，振幅会随之变化，锁相放大器中的反馈系统会通过调节激励频率消除振幅的变化，由此获得清晰的形貌和压电信号。此时在量化压电系数时需要额外的校准步骤确定振幅转化为距离单位的值，目前一般是通过三维简谐振动模型去校准修订得到压电材料的压电系数。 4. PFM的表征与应用PFM测量中可获得样品的振幅和相位图。图中相位的对比度反映样品相对于垂直电场的极化方向，振幅信息显示极化的大小以及畴壁的位置。一般来说，材料的压电响应是矢量，具有三维空间分布，可分为平行和垂直于施加外场的两个分量。图3 BFO样品的PFM表征图[1]若样品只存在与电场方向平行的极化响应，PFM所获得的振幅和相位信息可直接反映样品形变的大小和方向，若样品畴极化方向与外加电场相同，相位φ=0；若样品畴极化方向与外加电场相反，则相位φ=180°。此时垂直方向的压电响应常数可直接由获得的振幅与施加的外场计算出来，在共振频率下可以定量测量。值得说明的是，PFM获得的压电响应常数很难与块体材料相比较，因为样品在纳米尺度的性质会与块体材料有显著的不同。若样品具有平行和垂直于电场的压电响应，在施加电场时，样品的形变出现面内和面外两个方向。利用Vector PFM可以同时获得悬臂的垂直和横向位移，可以将得到的信号矢量叠加，获得样品的三维PFM图像。压电力显微术不仅可以成像，还能用于研究铁电材料的电滞回线，并且可以对铁电材料进行写畴。铁电材料的相位和振幅与施加的电压呈函数关系，测得的电滞回线和蝴蝶曲线可以用于判断铁电材料的矫顽场，矫顽场是铁电材料发生畴极化反转时的外加电压。一般的电滞回线的获取需要施加大于±10V的直流偏压，但值得注意的是较高的直流电压会增加针尖与样品间的静电力贡献，静电力信号有可能超过压电响应信号，从而掩盖畴极化反转信号。图4 SS-PFM的工作原理图开关谱学压电力显微术(SS-PFM)可以有效减小静电力的影响，原理如图4所示与普通PFM在测量电滞回线时线性施加DC电压的方式不同，SS-PFM将DC电压以脉冲的形式初步增加或减小，每隔一定的时间开启和关闭DC电压，并且持续施加AC交流电。其中DC用于改变样品的极化，AC交流电用于记录DC电压接通和关闭时的压电信号。图为研究二维异质材料MoS2/WS2压电性能时利用SS-PFM测得的材料特性曲线。 图5 二维异质材料MoS2/WS2的材料特性曲线[2]铁电材料与普通压电材料最大不同是在没有外加电场时也具有电偶极矩，并且其自发极化可以在外电场作用下改变方向，因此可利用是否能够写畴来区分铁电材料。知道压电材料的矫顽场之后可以对样品进行局部极化样品进行写畴，畴区可以自定义，正方形、周期阵列型或者更加复杂的图案。最简单的写畴是先选择一10×10μm正方形区域，其中6×6μm区域施加正偏压，4×4μ区域施加负偏压，获得回字形写畴区域，在相位图中可以清晰的看到所写畴区。图6 Si掺杂HfO2样品的回字形写畴区域[3]5. 注意事项在PFM测量中首先要保证在样品处于电场之中，在样品的前期准备时需将样品转移至导电衬底，并确定针尖和放置样品的底座可以施加电信号，此时才能保证施加电压时在针尖在样品间具有垂直电场。在PFM测量中静电效应的影响也不容忽略，导电针尖电压的电荷注入可诱导静电效应并影响材料的压电响应，导致PFM振幅和相位信息与特性曲线失真。尽管静电效应在 PFM 测试中无可避免，但可以使用弹簧常数较大的探针或者施加直流偏压来尽量减小其中的静电影响。此外针尖的磨损也会极大的影响PFM测量。由于针尖与样品间相互接触，加载力不宜过高，过高会损坏样品表面，保持恒定适中的加载力。此外使用较软的针尖在扫描过程中可以保护针尖不受磨损，并且保护样品。PFM测量中常用的针尖为PtSi涂层的导电针尖，以获得较稳定的PFM信号。参考文献[1] HERMES I M, STOMP R. Stabilizing the piezoresponse for accurate and crosstalk-free ferroelectric domain characterization via dual frequency resonance tracking, F, 2020 [C].[2] LV JIN W. Ferroelectricity in untwisted heterobilayers of transition metal dichalcogenides [J]. Science (New York, NY), 2022, 376: 973-8.[3] MARTIN D, MüLLER J, SCHENK T, et al. Ferroelectricity in Si-doped HfO2 revealed: a binary lead-free ferroelectric [J]. Adv Mater, 2014, 26(48): 8198-202.作者简介米烁：中国人民大学物理学系在读博士研究生，专业为凝聚态物理，主要研究方向为低维功能材料的原子力探针显微学研究。程志海：中国人民大学物理学系教授，博士生导师。2007年，在中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室，获凝聚态物理博士学位。2011年-2017年，在国家纳米科学中心纳米标准与检测重点实验室，任副研究员/研究员。曾获中国科学院“引进杰出技术人才计划”和首届“卓越青年科学家”、卢嘉锡青年人才奖等。目前，主要工作集中在先进原子力探针显微技术及其在低维量子材料与表界面物理等领域的应用基础研究。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 扫描电镜测试过程中，样品的荷电现象被公认为是最大且棘手的问题。对于样品荷电现象的成因，目前的解释大都语焉不详，存在许多的疑问。其中最经典的解释似乎是基于如下这张电子产额与加速电压的关系图所展开。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/7b4e9c9a-cc0b-4387-9dbc-319ec0829c11.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 零电位：无荷电；负电位：异常亮；正电位：异常暗 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 但这个解释存在以下几个步进式的问题： /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " A）无论是样品的表面形貌像，还是表面的荷电表象都基于溢出样品表面的电子信号。样品中产生再多的二次电子和背散射电子，没有溢出样品表面，没有被探头接收到，对形成表面形貌像是毫无影响的，更遑论荷电表象。故样品荷电现象，对应的应该是电子信息溢出量出现的异常。这张图对产额是啥？交代不清，故是否适合做为参照？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " B）二次电子和背散射电子产额多是否就一定溢出的多？二次电子和背散射电子产额的多少和样品中形成怎样的荷电场是否能画上等号？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 一个电中性的样品。当注入样品的电荷总量与溢出样品的电荷总量存在差异，才可能在样品中形成电场。如果溢出样品表面的电荷总量低于注入样品的电荷总量，且多余的电荷聚集在样品中，就会在样品的局部或全体部位形成负电场。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品中二次电子和背散射电子产额多不代表其溢出量大。溢出样品表面的二次电子和背散射电子占其产额的总量往往都很低。产生所谓正电场必须是溢出样品的电子比注入样品的电子还要多，使样品局部或全部有大量的正电荷聚集。这种情况在扫描电镜的测试过程中几乎是不可能发生的。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " C）样品如果真的存在正电位，将会出现怎样结果？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 经典观点认为，当样品电子的产额大于入射电子总量，且这些电子都溢出样品表面，才在样品中形成正电位。如果这种情况确实发生了，那形貌像应该如何变化呢？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 首先图像将由于有大量二次电子和背散射电子的溢出而变得异常明亮；随后出现正电场使得这些电子溢出急遽减少，图像变暗；随着电子束将大量电子注入样品，这些正电荷将被中和，正电位减弱，样品的电子信息又将逐渐显现，图像也渐渐变亮，直至下一次信息爆发。故样品中出现正电位现象，图像将产生亮暗相间的闪烁，而不是稳定的异常变暗。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 现实中这种图像亮暗相间的闪烁几乎看不到，也就是正电位应该不存在。那么是否图像异常暗的现象也不存在？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 实际情况是样品的荷电现象，存在三种表现形式 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/83c7e731-b1a0-4ca5-b85c-8177b17e0cfa.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品中只可能存在负电位，那么以上三种现象的形成机理是什么？形成样品荷电的真正原因是什么？ /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-family: 宋体, SimSun " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-family: 宋体, SimSun font-size: 18px " 一、荷电现象的形成 /span /strong /span /h1 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 扫描电镜所面对的样品相对于信号激发源“高能电子束”来说，可看成无穷厚。因此在电子束轰击样品时，电子束中的高能电子因无法穿透样品而驻留在样品中。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 高能电子束轰击样品时，会在样品中形成散射电子并激发出样品的二次电子等信息。其中一小部分的二次电子及背散射电子（与入射电子方向相反的散射电子）将溢出样品表面，被探头接收，形成样品表面形貌像的信号源。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 当注入样品的电子数与从样品表面溢出的电子数不相等时，就有可能在样品中形成静电场。从而影响电场部位的二次电子和背散射电子的正常溢出，样品表面形貌像将出现异常亮、异常暗及磨平这三种现象。这就是样品的荷电现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 对样品荷电现象的探讨，将牵扯到一个电子迁移的问题，因此将引入一个漏电能力的概念。“漏电能力”是指样品的漏电子能力，即样品上自由电子的迁移能力。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 物体的体积、密度以及结构都会影响样品中自由电子的迁移能力。体积越小、密度越大、晶体结构越紧密，自由电子在这些物体上的迁移能力即漏电能力就强。体积较大且密度低、晶态较差的物体以及颗粒物的松散堆积体。自由电子的迁移能力一般较差，漏电能力也较差，容易形成电荷堆积。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 1.1 荷电现象的形成过程 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 高能电子束轰击样品时，大量的电子被注入样品，由于扫描电镜所应对的样品足够厚，故在样品中会驻留大量电子。虽然有不少二次电子和背散射电子溢出样品表面，但和驻留电子的数量相比，将形成一个不对等的关系。其结果是大量多余的自由电子存在于样品中。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 如果样品的漏电能力很强，且接地良好。这些多余的自由电子就会通过样品迁移掉，样品中不存在电荷堆积的现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 如果样品的漏电能力较弱，那么自由电子就会在样品的全部或局部形成堆积，并在堆积处形成强弱不等的静电场（负电场），影响该部位二次电子甚至背散射电子的正常溢出。样品表面形貌像的局部或全部将叠加出现异常亮、异常暗、磨平这三种异常现象，对表面形貌像造成程度不等的干扰，形成所谓的样品“荷电现象”。该静电场也称“荷电场”。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 如果样品中各部位的漏电能力强、弱不均匀，自由电子将会从漏电能力强的部位集中迁移到漏电能力弱的部位，并在漏电能力较弱部位堆积形成荷电场。此时样品的荷电现象就只在表面形貌像的某些部位出现。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f8e09c03-be02-4633-a468-2ef64aede90f.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 1.1 样品的漏电能力和导电性 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 传统理论将样品是否会产生荷电现象归因于样品的导电性。认为只有导电性好的样品不容易产生荷电现象。而样品导电性的判断又以材料名称来决定，金属材料归类于导电性好，非金属材料归类于导电性差。以此观点来解释样品荷电现象常常会产生许多疑惑。充分的实例表明，大量所谓导电性差的非金属样品并不存在荷电现象，如：许多晶体材料、纳米粉体虽然是非金属材质，都不必然会形成所谓的荷电现象。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/1eb2676b-6d05-43df-a1d4-4f314f487d0f.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 许多被公认为导电性好的金属材料，若密度较小、形态松散或形成堆积体也会产生极强的荷电现象。如下图实例所示： /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/ee1ad80d-a703-435a-883d-78acc0f1eaba.jpg" title=" AA.png" alt=" AA.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 为什么会出现以上这种与传统观念完全不一致的现象？以样品导电性来解释荷电现象存在怎样的问题？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 荷电现象是静电现象，是由大量自由电子在样品的全部或局部区域形成堆积，产生荷电场，所引发的信息异常溢出。自由电子只要失去通道就会形成堆积，与材料本身导不导电的关系并不那么紧密。也就是说样品导电，仅仅是一个有利于减少荷电影响的因素，但并不充分也不能说是必要。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 形成电子通道的因素众多，除前面所说与物质性质有关的因素如：体积、密度、结构等等，还包括外界因素如：加速电压、样品的堆积程度等。以样品是否导电来做为形成荷电场的唯一成因，那是以偏概全、以孔窥天。存在这种理念对正确应对样品荷电的影响，充分获取样品信息极为不利。 /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-size: 18px font-family: 宋体, SimSun " strong 二、拆解样品荷电现象的三种形态 /strong /span /h1 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 前面介绍了样品的荷电现象表现为三种形态：异常亮、异常暗、表面磨平。并分析了扫描电镜荷电现象的成因是：样品中存在大量自由电子堆积形成的荷电场，造成表面电子信息溢出异常，而这个荷电场只可能是负电场。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 那是什么原因酿成了荷电现象出现这三种表现形式呢？& nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 背散射电子能量较高，溢出量仅在荷电场极强时才受影响。故以易受荷电影响的二次电子信息为例来加以探讨。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品中自由电子的聚集点就是形成荷电场的位置。荷电场的强度及深度与加速电压和束流的大小、样品结构和体积以及颗粒物的堆积状态等因素有关联。测试时虽很难直接给出荷电场强度及位置的具体数值，但它存在一定的变化趋势。同等条件下，增大加速电压将使荷电场在样品中所处的位置下沉，达一定量，会引起荷电现象的形态发生改变。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 以荷电场在样品中的位置分布对二次电子溢出量的影响为线索，就比较容易去拆解荷电现象的三种形态： /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " （A）异常亮：如果入射电子在二次电子溢出区（浅表层）产生较多的二次电子，同时形成的荷电场位于浅表层下方。荷电场会将位于其上方原本无法溢出的二次电子推出样品表面，使得溢出样品表面的二次电子异常增多，图像异常变亮。荷电场足够强大会将周边的二次电子信息都大量推出，图像的形态也就受到影响。现实中，荷电现象出现“异常亮”的几率相对较高，较高的加速电压出现该现象的几率也较大。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/737aaa0a-926b-4f28-9975-19c055e45e95.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " （B）异常暗：较低的加速电压在一定条件下，会使得荷电场形成于样品二次电子溢出区域的上部。此时荷电场将抑制二次电子的正常溢出，出现异常暗的现象。加速电压越低在样品中累积的自由电子越靠近浅表层上部，荷电场的形成位置将越高，也越容易形成异常暗的现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 极低的加速电压（100V），在样品表面产生的二次电子少，形成荷电场的位置靠近最表层，易形成强烈的异常暗现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 在凹坑上边缘有电荷累积，也易酿成异常暗这种荷电现象。因形成条件较为苛刻，故产生该现象的几率相对较低。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f760bb93-896d-4854-a6d9-638a23a465d6.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp br/ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 随着加速电压的提升，表面二次电子产额增加，最关键的是荷电场位置下沉，有些异常暗的现象也会转移成异常亮。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/7d4f23ef-e0a1-45d2-adec-38f881638503.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " （C）表面磨平：当样品中形成的荷电场位置较高，与二次电子的溢出区混杂。荷电场会对溢出样品表面的二次电子产生部分的遏制作用，表面细节由于溢出信息的不足而被抑制，出现磨平现象。松软的样品容易出现该现象。出现这一现象时，往往会在样品颗粒的边缘或较大斜面处，由于极表层的二次电子增多，而伴随出现异常亮的现象。& nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品出现细节磨平这种荷电现象的几率较异常暗高。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/aba027e0-4f45-48b2-ab47-e4359f611a15.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 当荷电现象出现后，提升加速电压，荷电场位置将下沉，荷电现象的形态会发生变化。趋势：异常暗& gt 磨平& gt 异常亮& gt 正常。这个变化趋势会有跳跃式的变动，但不会逆转。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/59912e7c-5595-4a6a-b844-c7f0ee6140a7.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" / /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-size: 18px font-family: 宋体, SimSun " strong 三、小 & nbsp 结 /strong /span /h1 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 当自由电子累积在样品中的某一个部位就会形成静电场，从而影响电场及周边电子信息的正常溢出，使得样品表面形貌像上形成异常亮、异常暗或细节磨平的现象，这个异常现象称为：样品的荷电现象。该静电场也称为“荷电场”。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 二次电子能量较弱，极容易受到荷电场的影响。在探头接收到的样品电子信息中，其含量的占比越多，表面形貌像中出现荷电现象的几率也就越大。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 高能电子束入射样品，形成的电子信息中，只有很少的一部分溢出样品表面，溢出量和入射电子量相差甚远。注入和溢出样品电子数量的不平衡就容易形成荷电场。荷电场是由样品中自由电子的堆积所形成，因此它只可能是负电场。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 自由电子在样品中存在一定迁移能力，迁移能力随样品性质以及样品堆积状态的不同而不同。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 表面连续、结构紧密的晶体材料或体积较小（纳米级别）的样品，电子在这类样品中的迁移能力都很强。电子迁移能力强，样品的漏电能力就好，也就不容易产生荷电现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 表面断续、结构松散、体积较大的非晶态样品，电子在这类样品中迁移能力差，容易积累在某个部位形成荷电场，影响样品表面电子信息的正常溢出，产生所谓的荷电现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品中如果各部位的漏电能力强、弱不均，则漏电能力强的部位不会有电荷堆积。自由电子只会堆积在漏电能力弱的部位，形成所谓的局部荷电现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 异常亮、异常暗和磨平是样品荷电现象的三种表现形式。样品表面的二次电子溢出区和荷电场之间的相对位置是造成这三种荷电表像的关键因素。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 荷电场在样品中的位置与样品的性质以及加速电压等因素有关。同等情况下，改变加速电压，荷电场的位置也会跟着发生变化，样品荷电的表现形式也会跟着改变。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 荷电场如果位于样品表面二次电子溢出区下方，则荷电场将把超量的二次电子推出样品表面，形成异常亮的现象。较高加速电压下，观察表面略紧实的样品容易出现该现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 荷电场存在于溢出区的上部且溢出样品表面的二次电子产额少，则荷电场会抑制样品信息的溢出形成异常暗的现象。当用较低的加速电压来观察低密度样品时，或者样品表面有凹坑，在一定条件下就会出现这一现象。采用极低的加速电压（如100V）观察凹坑部位时，最容易出现该现象。由于该现象的形成条件较为苛刻，因此形成的几率也较低。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 荷电场所处位置较高，位于二次电子溢出区内。那么荷电场会对样品二次电子的溢出量产生一定抑制，使得样品的表面形貌细节受到一定程度的掩盖，出现磨平现象。较低加速电压，在观察松散的样品时，容易出现这种现象。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 同等条件下，随着加速电压的提升，荷电场在样品中的位置逐渐下沉，荷电形态也将发生改变。荷电形态的变化趋势是： /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/59e152fb-6c63-420b-a71b-cc449ac98d1c.jpg" title=" 10.png" alt=" 10.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 经常会看到这种变化趋势有跳跃的情况，但逆向变化则基本看不到。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 关于加速电压和束流的改变会对样品的荷电现象产生那些影响？这些影响都会带来怎样的结果？我们又该如何正确应对样品的荷电影响？都将在下一篇中通过充分的事例来与大家进行详细探讨。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " strong 参考书籍： /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 《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 " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 华南理工出版社 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 《微分析物理及其应用》 丁泽军等 & nbsp & nbsp & nbsp 2009年1月 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 中科大出版社 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 《自然辩证法》 & nbsp 恩格斯 & nbsp 于光远等译 1984年10月 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 人民出版社 & nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 《显微传》 & nbsp 章效峰 2015年10月 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " & nbsp 清华大学出版社 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 日立S-4800冷场发射扫描电镜操作基础和应用介绍 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 北京天美高新科学仪器有限公司 & nbsp 高敞 2013年6月 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " strong 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: 80px height: 124px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f18ee0a2-3ea9-48dc-86e2-dd06d5c3e6a9.jpg" title=" 林中清.jpg" alt=" 林中清.jpg" width=" 80" height=" 124" border=" 0" vspace=" 0" / span style=" font-family: 宋体, SimSun " 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。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 延伸阅读： /strong br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200817/556801.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜不适合测磁性材料吗？——安徽大学林中清33载经验谈（11） /span /strong /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " /span /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200714/553843.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜工作距离与探头的选择（上）——安徽大学林中清32载经验谈（10） /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200616/551389.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜工作距离与探头的选择（上）——安徽大学林中清32载经验谈（9） /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200515/538555.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 如何正确选择扫描电镜加速电压和束流 ——安徽大学林中清32载经验谈（8） /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200414/536016.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜操作实战技能宝典——安徽大学林中清32载经验谈（7）& nbsp /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200318/534104.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜的探头新解——安徽大学林中清32载经验谈（6）& nbsp /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200218/522167.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 二次电子和背散射电子的疑问（下）——安徽大学林中清32载经验谈（5）& nbsp /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200114/520618.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 二次电子和背散射电子的疑问[上]-安徽大学林中清32载经验谈（4）& nbsp /span /strong /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 " strong 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）& nbsp /span /strong /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 " strong 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）& nbsp /span /strong /a /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 " strong 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 /strong /a /p

我国首台自主研发的量子磁力仪载荷——“CPT原子磁场精密测量系统”于7月27日搭载空间新技术试验卫星（SATech-01）发射。11月7日，国产量子磁力仪载荷的无磁伸展臂在轨展开，载荷进入在轨长期工作阶段，目前已获取五天的有效探测数据，实现了全球磁场测量，推进了我国量子磁力仪的空间应用研究。CPT原子磁场精密测量系统由CPT原子/量子磁力仪、AMR磁阻磁力仪、NST星敏感器、无磁伸展臂组成，由中国科学院国家空间科学中心太阳活动和空间天气重点实验室、复杂航天系统与电子信息技术重点实验室，以及中科院沈阳自动化研究所联合研制。无磁伸展臂一次性展开至4.35m后，处于伸展臂顶端的CPT原子磁力仪探头、AMR磁阻磁力仪探头、NST星敏感器远离卫星磁干扰和遮挡，开始获取有效探测数据。CPT原子/量子磁力仪在轨测量噪声峰峰值0.1nT。NST星敏感器获取了卫星在不同模式、不同时段下伸展臂的姿态变化实时数据，结合AMR磁阻磁力仪的三轴磁场探测，首次在轨验证了磁场矢量和姿态一体化同步探测技术。国产量子磁力仪首次全球磁场勘测图（空间中心太阳活动与空间天气重点实验室供图）CPT原子磁场精密测量系统载荷（空间中心、沈阳自动化所供图）无磁伸展臂地面展开测试（沈阳自动化所、空间中心和微小卫星研究院供图）CPT原子磁场精密测量系统伸展臂在轨展开状态示意图（微小卫星研究院供图）CPT原子磁力仪和AMR磁阻磁力仪在轨测量结果（空间中心供图）NST星敏感器相对于卫星本体坐标系的测试结果（空间中心、中科新伦琴NST星敏团队提供供图）

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为促进电子显微学研究、电镜应用技术交流，打破时空壁垒，仪器信息网邀请电子显微学领域研究、技术、应用专家，以约稿分享形式，与大家共享电子显微学相关研究、技术、应用进展及经验等。同时，每期约稿将在仪器信息网社区电子显微镜版块发布对应互动贴，便于约稿专家、网友线上沟通互动。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 专家约稿招募： /strong 若您有电子显微学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通（邮箱：yanglz@instrument.com.cn）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本期将分享林中清老师为大家整理的33载扫描电镜经验谈之荷电的应对技巧，以飨读者。 span style=" color: rgb(127, 127, 127) " （本文经授权发布,分享内容为作者个人观点，仅供读者学习参考，不代表本网观点） /span /p p style=" text-align: center margin-top: 15px margin-bottom: 15px " span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 0, 0) " strong 荷电的应对技巧——安徽大学林中清33载经验谈（13） /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 【作者按】 /strong 任何事件的发生都存在着内、外两方面因素。就样品的荷电现象来说，内在因素在上一篇《扫描电镜样品荷电现象成因新解》中有详细的介绍，而加速电压和束流的影响则是最重要和最直接的外部因素。改变加速电压和束流会对样品的荷电现象产生怎样的影响？我们又该如何应对样品荷电的影响？这种种问题都将在本文给出明确的解答。& nbsp /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" text-align: center justify-content: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" color: rgb(86, 86, 86) letter-spacing: 1px padding: 0px line-height: 1.8 box-sizing: border-box " p style=" margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box margin-top: 10px " span style=" color: rgb(151, 72, 6) font-size: 18px " strong 一、& nbsp 加速电压和束流对样品荷电的影响 /strong /span /p /section /section section style=" text-align: center margin: 0px 0% 10px font-size: 0px position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: inline-block width: 100% height: 3px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(254, 222, 69) box-sizing: border-box " section style=" margin: 0px 0% transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -webkit-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -moz-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -o-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" 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/section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 充分的事例说明，加速电压和束流的改变会对样品荷电的形态及强弱产生重大影响。提升加速电压，将会增加进入样品的电子总量，也能使荷电场在样品中的位置下沉，这些变化是使样品荷电形态出现改变的源泉。提升束流强度会增加击入样品电子数，加重荷电现象。下面将就此做详细的探讨。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 18px " strong 1.1加速电压的改变对样品荷电的影响 /strong /span strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改变加速电压会使得由电子枪发射出来的电子束能量和亮度（发射亮度）产生同步改变。带来的结果是：电子束的发射亮度和电子能量产生同步的增加或减弱。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 电子束的发射亮度定义为： img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 74px height: 43px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/8724f64f-0bc7-41c6-b3bc-e60bee9c5ed0.jpg" title=" 捕获.PNG" alt=" 捕获.PNG" width=" 74" height=" 43" / /strong ，因此提升发射亮度的结果：电子束束流密度的增加和立体角的减小。增加束流密度意味着，相同面积内电子束注入样品的电子数增加，立体角的减小会使得进入样品的电子更为集中。故提升加速电压将增加注入样品单位面积的电子数，在一定程度上会加强荷电场强度，不利于降低荷电场对测试结果的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 改变任何因素对最终结果的影响都遵循着辩证法的规律，存在正、负两个方面结果的竞争。结局如何？取决于各自量变的积累是否使其成为结局的主导，所谓：量变到质变。 /strong strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压的增加从电荷量的改变这个方面来说，不利于样品荷电场的减弱。但是加速电压的增加也会带来以下有利于减少荷电场影响的变化：1.& nbsp 电子能量的提升，大量电子深入样品内部形成堆积，造成样品中荷电场位置的下移，当该位置深入到一定值时会失去对表面电子溢出的影响。& nbsp 2. 入射电子能量的提升引发背散射电子能量提升，当探头获取的信息主体是背散射电子时，将有利于削弱荷电场对结果的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 下面将依据实例来探究改变加速电压对荷电现象的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong A) 加速电压越高，荷电越强 /strong /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/1eea1347-275c-4c03-8646-074eae49ef0c.jpg" title=" 捕获.PNG" alt=" 捕获.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上三张照片展现的是一种特种布料的截面。照片从下到上可见，布纤维层上涂敷了漆料，漆料上做了多层膜。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 测试条件：分别用1KV、2KV、6KV加速电压对其进行观察。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品特性：截面观察，无论是布纤维、油漆层还是薄膜层相对电子束来说都是无穷厚，电子束能量再高也无法击穿。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 漏电能力：1.& nbsp 处于中间的油漆层是 strong 密度较大的非晶态固体 /strong ，漏电能力极差且 strong 荷电场的位置 /strong 在样品中较难移动；2.& nbsp 布纤维密度较大，漏电能力较强，形成的荷电场强度较小；3. 薄膜层是紧密的晶体结构，漏电能力最强，不易形成荷电场。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 结果：提升加速电压，随着注入样品的电子增多，三个部位分别表现为：1.油漆层 1KV注入的电子少，无荷电现象；2KV荷电现象的强度和区域都明显增加，6KV整个油漆区域都存在严重的荷电现象；2.& nbsp 布纤维 1KV无荷电现象，2KV出现轻微的荷电，6KV荷电现象加重；3.& nbsp 薄膜层始终无荷电现象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong B）加速电压升高荷电现象减轻 /strong strong /strong /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/306aa525-67a8-4be0-a866-3b5590b121c5.jpg" title=" 2.PNG" alt=" 2.PNG" / /p p style=" text-align: center " strong 枝晶MOF /strong strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品介绍：枝晶MOF，松散的晶体材料（见最后一张）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 测试条件（AV）：100V、200V、300V、400V、600V、700V /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品特性：样品松软、凹陷，漏电能力较差而电场容易沉降。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 结果：加速电压100V，电子累积于凹陷的上表层。荷电场位置极高，抑制凹陷处二次电子溢出，图像呈异常暗。二次电子产额的不足，造成荷电场对结果影响极大，图像变形严重。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 200V、300V、400V，随着加速电压的提升，荷电场从样品表面下沉，电子信息开始溢出样品。只是此时表面信息还是受荷电场影响，出现磨平或异常亮的现象，但随荷电场的下沉而逐步减弱。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这是一个晶体材料，加速电压的增加很容易在晶体结构上形成电荷通路，使得样品漏电能力增强而进一步加速荷电场的下降。因此我们可以看到随着加速电压从200V增加到400V荷电现象快速的减弱。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压增加到600V以后，形成的荷电场更深，至此对样品电子信息的溢出也无法形成影响。荷电现象消失。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 提升加速电压有利于荷电场的下沉减少样品的荷电现象，但缺点是，过高的加速电压会使得样品表面信息出现缺失。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/5b33187f-2953-4615-8e37-654fad2e2829.jpg" title=" 3.PNG" alt=" 3.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上实例充分展示，加速电压对样品荷电的影响并不单调，同样遵循辩证法的规律。样品漏电能力是形成荷电场的内因，是根基。改变加速电压会对荷电场在样品中所处的位置及强度产生影响，是形成荷电场最重要的外部因素。实际操作中，选取不同加速电压，依据结果的变化趋势来修正测试参数，是最有效抑制样品荷电场影响的方法之一。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong C）增加加速电压对荷电场强度和位置的影响 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以下测试结果组合，将向我们充分展示：随着加速电压增加所带来的荷电场强度增加和荷电场位置下移，这两个增加和减弱样品荷电现象的因素，它们之间各自量变的竞争，将会给测试结果在荷电现象的呈现上，带来怎样的质变。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/8f694a6a-9018-4704-b2db-30bdb0a881dc.jpg" title=" 4.PNG" alt=" 4.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品名称：真菌和锑纳米颗粒 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 测试条件（AV）：1KV、2KV、3KV、5KV、10KV、20KV /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 测试结果：1KV，注入样品的电子数较少，荷电场强度弱，对溢出样品表面的电子信息影响不大，测试结果无荷电现象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2KV、3KV，注入样品的电子数增多，荷电场强度逐渐加强，而荷电场的位置却处于能充分影响样品电子信息溢出的区间，因此随着加速电压的增加荷电现象加重。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5KV，10KV、20KV虽然注入样品的电子数进一步增加，但荷电场在样品中的位置同步加深，逐渐失去对溢出样品表面电子信息的影响。荷电现象减弱直至在10KV后再次消失。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong D）减速模式与样品的荷电现象 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 主流观点认为：在样品台上附加一个减速场将有效的减弱样品荷电的影响。至于具体原因交代的并不清晰。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 实际测试过程中发现，减速场并不存在消除荷电的效果，但会对荷电现象的表现形式产生影响，结果也较为复杂。有可能消除也可能加重荷电现象，或从异常暗转变为异常亮。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/e1cefc7e-789c-4dde-bfb9-f5500d96f208.jpg" title=" 5.PNG" alt=" 5.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上都是介孔KIT-6。该样品具有一定的晶体特性，因此拥有一定的漏电能力。而晶体结构和块体形态的差异，使得不同块体以及块体的不同部位，漏电能力都存在些微差异。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品下方添加一个负电场（减速场），这个电场也会对样品各部位产生影响。样品各部位的特性及漏电能力不同，受减速场的影响也不同，出现的荷电现象更不相同。虽无法精确定量减速场对最终结果的影响，但因其出现在下方，故该影响以信息增加为主，荷电形态的变化也以由暗到亮为主。 /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 18px " strong 1.2 改变束流对样品荷电的影响 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 降低束流将会减少电子束注入样品的电子数，故束流降低荷电现象必然是减弱。但降低束流会使得电子束激发的样品信息总量下降，溢出样品表面的电子总量也会下降，探头获取样品的表面信息不足，使得样品表面形貌像的质量较差。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 易形成荷电的样品，绝大部分都是由轻元素所组成的非晶态结构，表面信息都不充足。因此降低束流达成减少荷电影响的手段，除非万不得已，很少被使用。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/73c23666-7a1b-453f-a5f3-dfffba92be0e.jpg" title=" 6.PNG" alt=" 6.PNG" / & nbsp /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" text-align: center justify-content: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" color: rgb(86, 86, 86) letter-spacing: 1px padding: 0px line-height: 1.8 box-sizing: border-box " p style=" margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box margin-top: 10px " strong span style=" color: rgb(151, 72, 6) font-size: 18px " 二、& nbsp 样品荷电的应对 /span /strong /p /section /section section style=" text-align: center margin: 0px 0% 10px font-size: 0px position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: inline-block width: 100% height: 3px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(254, 222, 69) box-sizing: border-box " section style=" margin: 0px 0% transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -webkit-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -moz-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -o-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: inline-block vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none border-width: 0px border-radius: 0px border-color: rgb(62, 62, 62) padding: 0px background-color: rgba(255, 255, 255, 0) width: 100% height: auto box-sizing: border-box " section style=" margin: 0px 0% position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: inline-block vertical-align: top transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -webkit-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -moz-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) -o-transform: matrix(1, 0, -0.2, 1, 0, 0) border-style: none border-width: 0px border-radius: 0px border-color: rgb(62, 62, 62) padding: 0px background-color: rgba(254, 255, 255, 0) width: 100% height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap justify-content: center position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto box-shadow: rgb(0, 0, 0) 0px 0px 0px flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(255, 255, 255) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 不同形态和特性的样品，其荷电现象的成因及形成荷电场的强度和位置都不相同。选用不同能量的电子信息（SE/BSE）形成表面形貌像时受荷电场的影响程度也不同。依据这种种不同来选择合适的测试条件，将有效的克服样品荷电影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 应对样品荷电影响的思路递进路线图： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp 在保证样品信息不受影响的情况下，尽量选择漏电能力强的部位来测试并增加探头接收背散射电子信息的含量。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp 如果采用以上方法无效，应尽量选择形成荷电场强度小的测试条件。比如：合适的加速电压、束流及快速拍照等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp 再无效，可给样品覆盖漏电能力强的物质（蒸金）来降低荷电场的影响。该方法容易形成细节假象，要把握住量。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上应对样品荷电现象的思路递进只是一个建议。实际操作可不按这个路径，即可单独运用，也可以组合起来使用。因时而变、因势而取，只要适合就是最好的。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 最高目标：充分克服样品荷电的影响，充分获取真实的样品信息，充分获得样品的高质量表面形貌像。 /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 18px " strong 2.1受荷电影响小的样品结构及电子信息 /strong /span strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.1.1受荷电影响小的样品结构 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 小颗粒以及连续、紧密的晶体结构漏电能力都很强，在该结构中无法形成荷电场或形成的荷电场强度不大，无需进行特殊处理即可直接观察。该类样品分以下五种情况。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong A)& nbsp & nbsp 纳米颗粒，直径小于几百纳米的样品 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 酒精分散滴在硅片上烘干。直径几百纳米的小颗粒表面能很强、吸附力大，不用考虑固定问题。颗粒越小吸附力越好。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 采用硅片的原因：1.& nbsp 硅片是半导体，虽导电性不好，但其本身是结构紧密的晶体，电子迁移效果好，漏电能力强，不会形成荷电现象；2.& nbsp 硅片本身电子信息极弱，抛光好的硅片表面平整，不会形成背底信息；3.& nbsp 硬度大，有利于样品在其表面充分的站立，获取的样品表面形貌像立体感强。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/48c68779-a0ec-4532-a96d-99daf8bdbf63.jpg" title=" 7.PNG" alt=" 7.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/f774d24c-ada8-4f23-8b2a-1f025e1cf718.jpg" title=" 9.PNG" alt=" 9.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong B）连续、紧密的晶体结构 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 紧密、连续的晶体结构漏电能力较强，自由电子在样品上的迁移也十分容易。这类样品只要做到充分的接地，样品中形成的电荷累积就很少，不存在荷电现象或荷电极其轻微。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/7bc8fc68-2862-476d-b2db-fc94808f7a6a.jpg" title=" 10.PNG" alt=" 10.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/ceec775c-414c-401f-af53-d2361e58d006.jpg" title=" 11.PNG" alt=" 11.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong C）漏电能力差异大的样品 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 一个样品，如果不同部位的漏电能力有很大差异，样品的荷电只会在漏电能力差的部位聚集出现。测试时只需要避开漏电能力较差的部位，结果就不会受到荷电影响。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/8d950643-1090-4f87-8139-4f30594caab4.jpg" title=" 12.PNG" alt=" 12.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 同一个样品，不同部位漏电能力的差异来自两方面原因：1.材料特性上的些微差异，上面已有充分展示；2. 颗粒堆积体的堆积形态，凹陷部位容易积累电子，降低样品整体的漏电能力，该处极易形成荷电现象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 易形成荷电现象的部位，在测试时需要加以规避。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/fe5a942c-0912-44a2-84f7-4974245817d5.jpg" title=" 13.PNG" alt=" 13.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong D）低倍有荷电现象不代表高倍率也会有荷电现象 /strong strong /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/56a3afdc-fd4e-4898-b8c3-f51b7944099a.jpg" title=" 14.PNG" alt=" 14.PNG" / /strong /p p style=" text-indent: 0em " strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong E）高倍率有荷电不代表低倍率也会出现荷电现象 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong /strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/1e1dfda1-fd2a-41fa-abf3-6a9c3761ce8a.jpg" title=" 15.PNG" alt=" 15.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.1.2 选择受荷电影响小的电子信息（BSE） /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong A）背散射电子能量比较大 /strong ，其溢出量不容易受到样品荷电场的影响。遇到样品有荷电现象时，选择背散射电子常常可以解决90%的荷电影响。样品仓探头接收的样品信息是以背散射电子为主，是应对样品荷电现象的最有效手段。提升背散射电子能量，也是进一步减少荷电影响的有力方式。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/95c96f8e-7433-444d-9dd7-c09e566d3408.jpg" title=" 16.PNG" alt=" 16.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/d94b56cd-bccf-480f-a623-d8b973744eb1.jpg" title=" 17.PNG" alt=" 17.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改变工作距离，降低上、下探头接收到的样品电子信息中总的二次电子含量，能起到减少样品荷电影响的效果。 strong /strong /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/031ef60e-af40-4d9c-84df-4550dd5efc96.jpg" title=" 18.PNG" alt=" 18.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 用样品仓探头观察200纳米以上的细节，清晰度和辨析度（细节分辨能力）都好；观察200纳米到20纳米细节，清晰度随细节变小而逐渐变差但辨析度具有优势；观察10纳米以下细节，清晰度和辨析度都很差。故除非观察10纳米以下的细节，对其它信息合理采用样品仓探头往往更有利。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/af2b57e0-acd1-4670-824a-48c58f3646d0.jpg" title=" 19.PNG" alt=" 19.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong B）选择不同角度的二次电子也会对图像荷电现象形成影响 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品表面二次电子溢出的分布并不均匀。与样品表面夹角大的高角度二次电子，溢出方向与荷电场法线方向基本重合，故比低角度二次电子更容易受荷电场的影响。探头接收的样品电子信息中高角度信息越多，荷电对结果的影响就越大。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/c3ca2fb8-96bb-4393-9a5c-574de4b98c9d.jpg" title=" 20.PNG" alt=" 20.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上事例充分说明，利用样品本身的漏电能力以及选用受荷电影响小的电子信息（背散射电子，低角度电子信息）都对减少样品荷电对结果的影响有明显效果。如果采用以上方式无法消除荷电场对测试结果的影响，那又该如何处理？ /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 18px " strong 2.2选择形成荷电场强度小的测试条件 /strong /span strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 除了加速电压与束流对样品荷电场的形成有直接影响外，电子束的扫描速度也会影响样品中荷电场的形成。用快速的扫描方式成像，对降低样品的荷电影响同样效果显著，只是成像质量较差。这就是CSS和TV成像模式。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.2.1采用电子束快速扫描方式获取图像 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 快速移动的电子束会减少每次扫描时电子在样品中的注入量，并有助于电子在样品中迁移，这都会使样品中的荷电场强度大大减弱。以快速的电子束扫描模式来获取样品表面形貌像，有利于减少样品荷电对测试结果的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 快速扫描获取样品表面形貌像的方式有：CSS和TV模式。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " CSS模式是以快速、多次线扫，然后取几次线扫的平均值做为图像每条线的衬度信息。整幅图像就是由这些以线扫方式所获取的样品表面形貌衬度信息所组成。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " TV模式是以更快速的面扫描方式获取样品表面形貌像，将十几或几十幅图片叠加在一起形成最终的表面形貌像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以电子束的快速扫描方式获取样品信息，在降低荷电的影响时，也大大削弱了样品信息的溢出量，使图像质量较差。电子束移动速度越快图像质量越差。TV模式图像质量最差。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图像漂移是快速扫描成像模式所面对的最大问题。图像漂移越严重，清晰度就越差，严重的漂移会引起图像变形。虽然有些厂家设计了图像漂移校正软件，但都有限度，与慢扫描模式所获取的图像质量还是有一定差距。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改变测试条件解决样品荷电影响，常常会给扫描电镜的图像带来正、反二方面的结果。用辨证的观念，坚持适度性原则，是选择最佳测试条件的更本保障。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/93c65b6d-7ef6-4019-bb09-087b799012ae.jpg" title=" 21.PNG" alt=" 21.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/639d9ab7-f211-419a-88a5-ace79ff57379.jpg" title=" 22.PNG" alt=" 22.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.2.2样品表面蒸镀漏电能力强的物质（蒸金） /strong strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 给样品表面“蒸金”，让漏电能力强的金膜与电子束接触，既可增加样品表面的漏电能力，减少荷电场对结果的影响，还能提升样品电子信息的溢出量，改善表面形貌像的质量。但该方法带来的严重后果是对表面形貌细节的掩盖和改变。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 既要保证获取优质的表面形貌像又要对表面形貌像没有结构性的改变，把握好蒸金的量就极为关键。 strong 多次、多角度的微量蒸金 /strong ，是用蒸金的方式获取最佳结果的最有效方法。采用这种方法，可以避免蒸金的死角也容易掌控蒸金的量。如同炒菜时的调味，味不足可以弥补，味太过只能倒掉。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/173a8c15-f847-4f79-bfce-cf8d17a6ca8e.jpg" title=" 23.PNG" alt=" 23.PNG" / & nbsp /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" text-align: center justify-content: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" color: rgb(86, 86, 86) letter-spacing: 1px padding: 0px line-height: 1.8 box-sizing: border-box " p style=" margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box margin-top: 10px " span style=" font-size: 18px " strong span style=" color: rgb(151, 72, 6) " 三、 结束语 /span /strong /span /p /section /section section style=" text-align: center margin: 0px 0% 10px font-size: 0px position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: inline-block width: 100% height: 3px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(254, 222, 69) box-sizing: border-box " section style=" margin: 0px 0% transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -webkit-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -moz-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) -o-transform: translate3d(-10px, 0px, 0px) position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" 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section style=" display: flex flex-flow: row nowrap justify-content: center position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto box-shadow: rgb(0, 0, 0) 0px 0px 0px flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(255, 255, 255) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section section style=" display: inline-block vertical-align: top width: auto flex: 0 0 0% align-self: flex-start height: auto box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" display: flex flex-flow: row nowrap position: static box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block width: auto vertical-align: top flex: 0 0 0% height: auto align-self: flex-start padding: 0px 2px 0px 1px box-sizing: border-box " section style=" position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section class=" group-empty" style=" display: inline-block width: 3px height: 55px vertical-align: top overflow: hidden background-color: rgb(86, 86, 86) box-sizing: border-box " svg viewbox=" 0 0 1 1" style=" float:left line-height:0 width:0 vertical-align:top " /svg /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品的荷电现象源于电子束轰击样品时，注入样品的电子数和溢出样品表面的电子数之间出现差异。由于溢出样品表面的各种电子总数，只占电子束激发的样品电子信息中，极少的一部分，因此注入的电子数一定会远多于溢出样品表面的电子数。多余出来的电子就在样品中形成自由电子。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 如果样品形态是： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1. 颗粒较小（几百纳米以下）或连续、紧密的晶态结构。这类样品本身的漏电能力很强，自由电子在样品中迁移十分容易。当样品接地良好，则多余的电子就会从样品中漏除。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2. 样品颗粒很大且是断续、松散的非晶态结构或小颗粒的松散堆积体。这类样品的漏电能力较差，自由电子会在样品中形成堆积。这些堆积的电子将在堆积处形成静电场，从而影响样品中各种电子信息的正常溢出，在样品的表面形貌像上叠加异常暗、异常亮或者磨平这三种形态的荷电现象。静电场由样品的荷电所形成，因此也称为“荷电场”。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次电子能量较弱，由其为主形成的图像最容易受荷电场影响而酿成荷电现象。背散射电子能量较大，溢出量不易受荷电场影响，由其为主形成的图像很少出现荷电现象，且加速电压越大，图像出现荷电现象的几率越低。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 荷电现象只影响图像的形态而对样品形态不产生影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品的荷电现象有三种形态：异常亮、异常暗、磨平 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 异常亮：当样品表面有大量二次电子产生，而荷电场产生在样品信息溢出区的下部。此时荷电场会将位于其上方的二次电子大量推出，荷电场及周边的信息正常溢出得到异常的增加，出现异常亮。该现象往往出现在使用较高加速电压观察堆积体和密度较大但漏电能力较差的样品中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 异常暗：当荷电场位于样品信息溢出区的上部。此时样品的信息溢出受到荷电场的抑制，从而形成异常暗的现象。这类现象常常出现在采用低加速电压观察较松散样品的凹陷部位。增加加速电压会使得荷电场的位置下降，这种荷电形态容易转变成磨平或异常亮直至消失。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 磨平：样品浅表层有足够的信息产生，而荷电场位置较高，和信号溢出区混杂，荷电场会使得溢出样品的电子异常减少而影响细节分辨。这类现象较易出现在较低加速电压观察松散的样品。增加加速电压，荷电现象也会变为异常亮或消失。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 应对样品荷电影响的方式有很多。各种应对方式所适合的样品类型及所获取的样品信息也各不相同。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 充分分散样品，使得样品各点充分接地将极为关键。它能消除很多因样品堆积而产生的附加荷电场。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 应对样品荷电应遵循尽量提升样品本身的漏电能力，减少样品上自由电子堆积的原则。充分分散和固定好样品，准确找到样品上漏电能力强的部位进行观察，是十分有效的手段。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 接收受荷电影响小的电子信息（背散射电子、低角度电子信息等）。在保证图像分辨力的基础上，选择形成荷电场小的加速电压和束流，采用快速扫描（CSS\TV模式）获取表面形貌像，这些都是削弱样品荷电影响的有效方式。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 如果以上方式都不奏效，在样品表面形成漏电层（蒸金& nbsp ）将成为很关键的方法。蒸金应当遵循多次、多角度、微量蒸镀的原则，保证金膜均匀、适量。最佳的效果是即消除荷电影响，又提升图像质量，还对原有的图像细节影响小。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 实际操作过程中往往会发现，应对样品荷电，采用单一的方法并不能给我们带来完美的结果。表现为荷电不能被完全消除，图像质量受到影响。将几种消除荷电的方式复合使用常常能带来更好的效果，是应对样品荷电最有效的手段。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 荷电现象是进行扫描电镜测试时，经常遇到并让测试者十分头痛的问题。正确认识荷电形成的原因，才能找到可行的应对方式。希望本文能给大家提供一定的参考。 /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& nbsp span style=" text-indent: 2em " 华南理工出版社 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《微分析物理及其应用》 丁泽军等& nbsp 2009年1月& nbsp span style=" text-indent: 2em " 中科大出版社 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《自然辩证法》 恩格斯 于光远等译 1984年10月& nbsp span style=" text-indent: 2em " 人民出版社& nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《显微传》 章效峰 2015年10月& nbsp 清华大学出版社 /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong style=" margin: 0px padding: 0px " 作者简介 /strong /span strong style=" margin: 0px padding: 0px " ： /strong /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-align: justify text-indent: 2em " span style=" margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 82px height: 128px float: left " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/97fabfc9-e32f-4731-9623-40143ec93450.jpg" title=" 林.jpg" alt=" 林.jpg" width=" 82" height=" 128" / /span span style=" text-indent: 2em " 林中清，1987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。& nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 延伸阅读： /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/LZQ" target=" _self" style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " strong style=" color: rgb(0, 176, 240) " 【系列专题：安徽大学林中清33载扫描电镜经验谈】 /strong strong style=" color: rgb(0, 176, 240) " /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " strong 林中清系列约稿互动贴链接 /strong （点击留言，与林老师留言互动）： /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://bbs.instrument.com.cn/topic/7656289_1" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://bbs.instrument.com.cn/topic/7656289_1 /span /strong strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " /span /strong /a /p

高压漏电起痕试验机的测试原理是什么？实验原理：漏电起痕试验是在固体绝缘材料表面上，在规定尺寸（2mm×5mm） 的铂电极之间，-施加某一电压并定时（30s）定高度（35mm）滴下规定液滴体积的导电液体（0.1%NH 4CL），用以评价固体绝缘材料表面在电场和潮湿或污染介质联合作用下的耐漏电性能，测定其相比电痕化指数（CT1） 和耐电痕化指数（PT1） 。主要配件 序号型号产地1箱体(可选不锈钢箱体)宝钢A3钢板,喷塑2变压器浙江二变3调压器正泰4继电器及底座正泰5漏电保护器正泰6按钮正泰7计时器欧姆龙8短路电流智能表上海9温控器日本欧姆龙10导线上海启帆11计数器欧姆龙12无线控制器上海埃微自主研发13电磁阀亚德克在操作过程中要注意的事项：1、在操作过程中，人员应该注意个人防护，避免漏电受伤或被溶液沾染到口、眼部位造成伤害2、输入电源AC220±2%。3、排气管应通出窗外。4、在对样品进行时,请勿打开仓门,待试验完之后或当实验失效产生火烟时，先打开风扇排除烟雾后，再打开仓门进行作业。5、实验前须确认设备是否在计量有效期内，如超期则不能进行实验6、电源应用有地线的三极插座，保证接地可靠。主要技术指标：1） 空气环境：0~40°C；2） 相对湿度：≤80%；3） 无明显振动及腐蚀性气体的场所；4） 工作电压：AC220V±2% 50HZ±1%，1KVA；5） 试验电压：100~600V连续可调数显，电压表显示值误差：1.5%，显示值为:r.m.s；6） 延时电路：试验回路在（0.5±10%）A（r.m.s）或更大电流时延时（2±10%）S后动作；电极：a: 5㎜×2㎜矩形铂金电极和黄铜电极各一对；b: 电极尺寸要求：（5±0.1）㎜×（2±0.1）㎜×（≥12）㎜,其中一端凿尖角度为（30±2）°（即试验端呈30°±2°斜角）,凿尖平面宽度为0.01㎜~0.1㎜；c: 电极间所成角度为60°±5°,间距为（4±0.1㎜）；d: 对样品压力为:1.00N±0.05N；7） 滴液系统：a: （30±5）秒（开启滴液时间28S+开启滴液持续时间2S）自动计数、数显（可预置），50滴时间：（24.5±2）min b: 滴液针嘴到样品表面高度:35㎜±5㎜（附一个量规作测量参考） c: 滴液重量:20滴:0.380g~0.489g 50滴:0.997g~1.147g 8） 短路电流：两电极短路时的电流可调至（1±0.1）A,数显±1%,电流表显示值为有效值（r.m.s） 9） 仪器外形尺寸（宽*高*深）1100*1150*550㎜（0.5立方）；700*385*1000㎜（0.1立方）；10） 箱体由1.2厚的304不锈钢板制成，可订制0.75立方；11） 样品支撑平板：厚度≥4㎜的玻璃；12） 针嘴外径：A溶液：0.9㎜~1.2㎜B溶液: 0.9㎜~3.45㎜13） 滴液大小根据滴液系统而定；14） 风速：0.2M/S。产品特点：1、 本仪器支持5路试样同时进行试验，每路都有独立的控制系统进行控制2、 本仪器核心控制系统由西门子PLC控制，通过光电隔离方式进行采集电压和电流，有效解决抗干扰问题使数据采集保持稳定3、 本仪器显示部分是9寸触摸屏，操作方便，数据显示直观，能够实时显示每个试样的泄露电流4、 可以自由设定泄露电流数值，当实验中的电流超过设定电流值时，能够提示报警，并切断高压电源，并不影响其它试样继续做试验5、 滴液流量大小可根据实际需求自由设定6、 通过手动旋钮顺时针调到指定试验电压。7、 可以手动自由设定试验时间8、 本仪器具有排风和照明功能漏电起痕试验仪是IEC60112 ： 2003 《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》是按GB4207、IEC60112等标准要求设计制造的专用检测仪器，适用于对电工电子产品、家用电器的固体绝缘材料及其产品模拟在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定，具有简便、准确、可靠、实用等特点。满足标准：GB/T6553-2003 及 IEC60587：1984《评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐电痕化和蚀损的试验方法》GB_T3048.7-2007电线电缆电性能试验方法_第07部分：耐电痕试验漏电起痕试验仪是IEC60112 ： 2003 《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》

记者27日从中国科学技术大学了解到，由该校物理学院单旭副教授为主任设计师，地球和空间科学学院以及物理学院组成的空间等离子体科学探测载荷研制团队，联合航天五院513所等单位，近期成功研制北斗三号卫星低能离子探测载荷（LEIS）。据了解，空间低能离子是空间等离子体探测的基本要素，卫星载荷的原位探测数据不仅可以用来研究太阳活动及太阳风对行星际空间和行星磁场的作用、磁层结构及其动力学、磁场重联和环电流现象等空间物理，而且还能对空间天气极端事件予以预警，为卫星或飞船的安全运行提供保障。因此，绝大部分的探测卫星都会携带空间等离子体探测载荷。与国际先进的低能粒子载荷相比，我国的同类载荷相对落后，获得第一手的基准数据较少，相关科学和应用研究受限。2012年，中国科大空间低能粒子有效载荷研制团队组建。2014年，团队完成了空间低能离子谱仪原理样机和性能定标。2016年3月，团队承担实践十八号卫星载荷研制任务，得益于前期的技术攻关，在一年时间内完成了原理样机、鉴定件和飞行件航天产品研制，并于2017年2月交付装星，7月卫星发射。专家对此评价：“与同类仪器参数相比，该谱仪比其他离子谱仪具有更高的性能。”2018年，团队承担北斗三号卫星等离子体探测包的低能离子载荷研制任务，在实践十八号卫星载荷的基础上，进一步拓展了离子能量探测范围，提高了能量和角度分辨率，减小了载荷功耗、尺寸和重量。载荷飞行件产品于2019年11月交付；2020年6月卫星发射成功；2020年8月27日首次开机测试正常；2021年9月23日正式开始科学数据测量，与美国航空航天局的范艾伦探测器（Van Allan）探测结果一致，数据质量达到国际先进水平。相关研究结果近期在线发表于《中国科学︰技术科学》上。

同步热分析仪是一种重要的材料科学研究工具，它可以同时提供热重（TG）和差热（DSC）信息，对于材料科学研究与开发具有重要意义。本文将介绍同步热分析仪的基本原理、工作流程及其在实际应用中的意义和作用。上海和晟 HS-STA-002 同步热分析仪同步热分析仪的基本原理是基于热重和差热分析技术的结合。热重分析是一种测量样品质量变化与温度关系的分析技术，可以研究样品的热稳定性、分解行为等。差热分析是一种测量样品与参比物之间的温度差与时间关系的分析技术，可以研究样品的相变、反应热等。同步热分析仪将这两种分析技术结合在一起，可以在同一次测量中获得样品的热重和差热信息，从而更全面地了解样品的热性质。同步热分析仪的工作流程包括实验前的准备、实验过程中的操作和数据处理等步骤。实验前需要选择合适的坩埚、样品和实验条件，将样品放入坩埚中，然后将坩埚放置在仪器中进行测量。在实验过程中，仪器会记录样品的重量变化和温度变化，并将这些数据传输到计算机中进行处理和分析。数据处理包括绘制热重曲线和差热曲线、计算样品的热性质等。同步热分析仪在实际应用中具有广泛的意义和作用。它可以帮助科学家们更好地了解材料的热性质和化学性质，从而为材料的开发和应用提供重要的参考。例如，在研究高分子材料的合成和加工过程中，同步热分析仪可以用来研究材料的熔融、结晶、氧化等行为，从而指导材料的制备和加工过程。此外，同步热分析仪还可以在药物研发、陶瓷材料等领域得到广泛应用。

在材料科学研究领域，持久蠕变试验机作为一种重要的测试设备，对于评估材料在长时间受力作用下的变形行为具有不可替代的作用。今天，跟着深圳三思纵横试验机小编一起来看下持久蠕变试验机的工作原理、应用领域以及未来发展趋势。一、持久蠕变试验机的工作原理持久蠕变试验机主要用于模拟材料在长时间恒定或变化应力作用下的蠕变行为。蠕变是指固体材料在应力作用下，随时间发生的缓慢而连续的变形现象。持久蠕变试验机通过施加恒定的或变化的载荷，以及控制温度、湿度等环境因素，来模拟实际工作环境中的材料受力情况。试验机通过高精度传感器和数据采集系统，实时记录材料的变形数据，为材料性能评估提供可靠的依据。二、持久蠕变试验机的应用领域1、金属材料研究：持久蠕变试验机在金属材料研究领域具有广泛应用，如钢铁、铝合金、钛合金等。通过对金属材料进行持久蠕变测试，可以评估其在高温、高压等恶劣环境下的性能表现，为航空航天、能源、交通等领域提供关键材料性能数据；2、高分子材料测试：高分子材料如塑料、橡胶、纤维等，在长时间受力作用下容易发生蠕变现象。持久蠕变试验机能够模拟这些材料在实际应用中的受力情况，评估其蠕变性能，为产品设计、生产和使用提供重要参考；3、复合材料性能评估：复合材料由于具有优异的力学性能和多功能性，在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。持久蠕变试验机可用于评估复合材料在不同应力状态下的蠕变性能，为复合材料的优化设计和应用提供有力支持。三、持久蠕变试验机的未来发展趋势1、智能化与自动化：随着人工智能和自动化技术的不断发展，持久蠕变试验机将实现更高级别的智能化和自动化。通过引入智能控制系统和机器人技术，试验机能够实现更精确的试验操作、更高效的数据处理以及更便捷的远程监控，提高试验的准确性和效率；2、多功能化与集成化：未来的持久蠕变试验机将更加注重多功能化和集成化设计。通过集成多种测试功能，如拉伸、压缩、弯曲等，以及实现多种环境因素的模拟和控制，试验机将能够满足更多种类的材料测试需求，提高设备的利用率和灵活性；3、高精度与高可靠性：随着材料科学研究对测试精度的要求不断提高，持久蠕变试验机将致力于实现更高的测试精度和可靠性。通过优化机械结构、提高传感器精度、加强设备校准和维护等措施，试验机将能够提供更加准确、可靠的测试数据，为材料科学研究提供有力支持。四、结论综上所述，持久蠕变试验机在材料科学研究领域具有广泛的应用前景和重要的价值。随着技术的不断进步和市场的不断发展，相信未来持久蠕变试验机将在材料性能测试领域发挥更加重要的作用。

20世纪以来，微纳米科技作为一个新兴科技领域发展迅速，当前，纳米科技已经成为21 世纪前沿科学技术的代表领域之一，发展作为国家战略的纳米科技对经济和社会发展有着重要的意义。纳米材料结构单元尺寸与电子相干长度及光波长相近，表面和界面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应以及电学，磁学，光学等其他特殊性能、力学和其他领域有很多新奇的性质，对于高性能器件的应用有很大潜力。具有新奇特性纳米结构与器件的开发要求开发出具有更高精度，多维度，稳定性好的微纳加工技术。微纳加工工艺范围非常广泛，其中主要常见有离子注入、光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺技术。近年来，由于现代加工技术的小型化趋势，聚焦离子束（focused ion beam，FIB）技术越来越广泛地应用于不同领域中的微纳结构制造中，成为微纳加工技术中不可替代的重要技术之一。FIB是在常规离子束和聚焦电子束系统研究的基础上发展起来的，从本质上是一样的。与电子束相比FIB是将离子源产生的离子束经过加速聚焦对样品表面进行扫描工作。由于离子与电子相比质量要大的非常多，即时最轻的离子如H+离子也是电子质量的1800多倍，这就使得离子束不仅可以实现像电子束一样的成像曝光，离子的重质量同样能在固体表面溅射原子，可用作直写加工工具；FIB又能和化学气体协同在样品材料表面诱导原子沉积，所以FIB在微纳加工工具中应用很广。本文主要介绍FIB技术的基本原理与发展历史。离子源FIB采用离子源，而不是电子束系统中电子光学系统电子枪所产生的加速电子。FIB系统以离子源为中心，较早的离子源由质谱学与核物理学研究驱动,60年代以后半导体工业的离子注入工艺进一步促进离子源开发，这类离子源按其工作原理可粗略地分为三类:1、电子轰击型离子源，通过热阴极发射的电子，加速后轰击离子源室内的气体分子使气体分子电离，这类离子源多用于质谱分析仪器，束流不高，能量分散小。2、气体放电型离子源，由气体等离子体放电产生离子，如辉光放电、弧光放电、火花放电离子源，这类离子源束流大，多应用于核物理研究中。3、场致电离型离子源是利用针尖针尖电极周围的强电场来电离针尖上吸附的气体原子，这种离子源多应用于场致离子显微镜中。除场致电离型离子源外，其余离子源均在大面积空间内（电离室）生成离子并由小孔引出离子流。故离子流密度低，离子源面积大，不适合聚焦成细束，不适合作为FIB的离子源。20世纪70年代Clampitt等人在研究用于卫星助推器的铯离子源的过程中开发出了液态金属离子源（liquid metal ion source,LMIS）。图1：LMIS基本结构将直径为0.5 mm左右的钨丝经过电解腐蚀成尖端直径只有5-10μm的钨针，然后将熔融状态的液态金属粘附在针尖上，外加加强电场后，液态金属在电场力的作用下形成极小的尖端（约5 nm的泰勒锥），尖端处电场强度可达10^10 V/m。在这样高电场作用下，液尖表面金属离子会以场蒸发方式逸散到表面形成离子束流。而且因为LMIS发射面积很小，离子电流虽然仅有几微安，但所产生电流密度可达到10^6/cm2左右，亮度在20μA/Sr左右，为场致气体电离源20倍。LMIS研究的问世，确实使FIB系统成为可能，并得到了广泛的应用。LMIS中离子发射过程很复杂，动态过程也很复杂，因为LMIS发射面为金属液体，所以发射液尖形状会随着电场和发射电流的不同而改变，金属液体还必须确保不间断地补充物质的存在，所以发射全过程就是电流体力学和场离子发射相互依赖和相互作用的过程。有分析表明LMIS稳定发射必须满足三个条件：（1）发射表面具有一定形状，从而形成一定的表面电场；（2）表面电场足以维持一定的发射电流与一定的液态金属流速；（3）表面流速足以维持与发射电流相应的物质流量损失，从而保持发射表面具有一定形状。从实用角度，LMIS稳定发射的一个最关键条件：制作LMIS时保证液态金属与钨针尖的良好浸润。由于只有将二者充分持续地粘附在一起，才能够确保液态金属很好地流动，这一方面能够确保发射液尖的形成，同时也能够确保液态金属持续地供应。实验发现LMIS还有一些特性：（1） 存在临界发射阈值电压。一般在2 kV以上；电压超过阈值后，发射电流增加很快。（2） 空间发射角较大。离子束的自然发射角一般在30º左右；发射角随着离子流的增加而增加；大发射角将降低束流利用率。（3） 角电流密度分布较均匀。（4） 离子能量分散大（色差）。离子能散通常约为4.5 eV,能散随离子流增大而增大，这是由于离子源发射顶端存在严重空间电荷效应所致。由于离子质量比电子质量大得多，同一加速电压时离子速度比电子速度低得多，离子源发射前沿空间电荷密度很大，极高密度离子互斥，造成能量高度分散。减小色差的一个最有效的办法是减小发射电流，但低于2uA后色差很难再下降，维持在4.5eV附近。继续降低后离子源工作不稳定，呈现脉冲状发射。大能散使离子光学系统的色差增加，加重了束斑弥散。（5） LMIS质谱分析表明，在低束流（≤ 10 μA）时，单电荷离子几乎占100%；随着束流增加，多电荷离子、分子离子、离子团以及带电金属液滴的比重增加，这些对聚焦离子束的应用是不利的。以上特性表明就实际应用而言,LMIS不应工作在大束流条件下，最佳工作束流应小于10μA,此时，离子能量分散与发散角都小，束流利用率高。LMIS最早以液态金属镓为发射材料，因为镓熔融温度仅为29.8 ºC，工作温度低，而且液态镓极难挥发、原子核重、与钨针的附着能力好以及良好的抗氧化力。近些年经过长时间的发展，除Ga以外，Al、As、Au、B、Be、Bi、Cs、Cu、Ge、Fe、In、Li、Pb、P、Pd、Si、Sn、U、Zn都有报道。它们有的可直接制成单质源；有的必须制成共熔合金（eutectic alloy），使某些难熔金属转变为低熔点合金，不同元素的离子可通过EXB分离器排出。合金离子源中的As、B、Be、Si元素可以直接掺杂到半导体材料中。尽管现在离子源的品种变多，但镓所具有的优良性能决定其现在仍是使用最为广泛的离子源之一，在一些高端型号中甚至使用同位素等级的镓。FIB系统结构聚焦离子束系统实质上和电子束曝光系统相同，都是由离子发射源，离子光柱，工作台以及真空和控制系统的结构所构成。就像电子束系统的心脏是电子光学系统一样，将离子聚焦为细束最核心的部分就是离子光学系统。而离子光学与电子光学之间最基本的不同点：离子具有远小于电子的荷质比，因此磁场不能有效的调控离子束的运动，目前聚焦离子束系统只采用静电透镜和静电偏转器。静电透镜结构简单，不发热，但像差大。图2:聚焦离子束系统结构示意图典型的聚焦离子束系统为两级透镜系统。液态金属离子源产生的离子束，在外加电场( Suppressor) 的作用下，形成一个极小的尖端，再加上负电场( Extractor) 牵引尖端的金属，从而导出离子束。第一，经过第一级光阑后离子束经过第一级静电透镜的聚焦和初级八级偏转器对离子束的调节来降低像散。通过一系列可变的孔径（Variable aperture），可以灵活地改变离子束束斑的大小。二是次级八极偏转器使得离子束按照定义加工图形扫描加工而成，利用消隐偏转器以及消隐阻挡膜孔可以达到离子束消隐的目的。最后，通过第二级静电透镜，离子束被聚焦到非常精细的束斑，分辨率可至约5nm。被聚焦的离子束轰击在样品表面，产生的二次电子和离子被对应的探测器收集并成像。离子与固体材料中的原子碰撞分析作为带电粒子，离子和电子一样在固体材料中会发生一系列散射，在散射过程中不断失去所携带的能量最后停留在固体材料中。这其中分为弹性散射和非弹性散射，弹性散射不损失能量，但是改变离子在固体中的飞行方向。由于离子和固体材料内部原子质量相当，离子和固体材料之间发生原子碰撞会产生能量损失，所以非弹性散射会损耗能量。材料中离子的损失主要有两个方面的原因，一是原子核的损失，离子与固体材料中原子的原子核发生碰撞，将一部分能量传递给原子，使得原子或者移位或者与固体材料的表面完全分离，这种现象即为溅射，刻蚀功能在FIB加工过程中也是靠这种原理来完成。另一种损失是电子损失：将能量传递给原子核周围的电子，使这些电子或被激发产生二次电子发射，或剥离固体原子核周围的部分电子，使原子电离成离子，产生二次离子发射。离子散射过程可以用蒙特卡洛方法模拟，具体模拟过程与电子散射过程相似。1.由原子核微分散射截面计算总散射截面，据此确定离子与某一固体材料原子碰撞的概率；2.随机选取散射角与散射平均自由程，计算散射能量的核损失与电子损失；3.跟踪离子散射轨迹直到离子损失其全部携带能量，并停留在固体材料内部某一位置成为离子注入。这一过程均假设衬底材料是原子无序排列的非晶材料且散射具有随机性。但在实践中，衬底材料较多地使用了例如硅单晶这种晶体材料，相比之下晶体是有晶向的，存在着低指数晶向，也就是原子排列疏密有致，离子一个方向“长驱直入”时穿透深度可能增加几倍，即“沟道效应”（channeling effect）。FIB的历史与现状自1910年Thomson发明气体放电型离子源以来，离子束已使用百年之久，但真正意义上FIB的使用是从LMIS发明问世开始的，有关LMIS的文章已做了简单介绍。1975年Levi-Setti和Orloff和Swanson开发了首个基于场发射技术的FIB系统，并使用了气场电离源（GFIS）。1975年：Krohn和Ringo生产了第一款高亮度离子源：液态金属离子源，FIB技术的离子源正式进入到新的时代，LMIS时代。1978年美国加州的Hughes Research Labs的Seliger等人建造了第一套基于LMIS的FIB。1982年 FEI生产第一只聚焦离子束镜筒。1983年FEI制造了第一台静电场聚焦电子镜筒并于当年创立了Micrion专注于掩膜修复用聚焦离子束系统的研发,1984年Micrion和FEI进行了合作,FEI是Micrion的供应部件。1985年 Micrion交付第一台聚焦离子束系统。1988年第一台聚焦离子束与扫描电镜(FIB-SEM)双束系统被成功开发出来，在FIB系统上增加传统的扫描电子显微系统，离子束与电子束成一定夹角安装，使用时试样在共心高度位置既可实现电子束成像，又可进行离子束处理，且可通过试样台倾转将试样表面垂直于电子束或者离子束。到目前为止基本上所有FIB设备均与SEM组合为双束系统，因此我们通常所说的FIB就是指FIB-SEM双束系统。20世纪90年代FIB双束系统走出实验室开始了商业化。图3:典型FIB-SEM 双束设备示意图1999年FEI收购了Micrion公司对产品线与业务进行了整合。2005年ALIS公司成立，次年ZEISS收购了ALIS。2007年蔡司推出第一台商用He+显微镜，氦离子显微镜是以氦离子作为离子源，尽管在高放大倍率和长扫描时间下它仍会溅射少量材料但氦离子源本来对样品的损害要比Ga离子小的多，由于氦离子可以聚焦成较小的探针尺寸氦离子显微镜可以生成比SEM更高分辨率的图像，并具有良好的材料对比度。2011年Orsay Physics发布了能够用于FIB-SEM的Xe等离子源。Xe等离子源是用高频振动电离惰性气体，再经引出极引出离子束而聚焦的。不同于液态Ga离子源,Xe等离子源离子束在光阑作用下达到试样最大束流可达2uA,显著增强FIB微区加工能力，可以达到液态Ga离子FIB加工速度的50倍，因此具有更高的实用性，加工的尺寸往往达到几百微米。如今FIB技术发展已经今非昔比，进步飞快，FIB不断与各种探测器、微纳操纵仪及测试装置集成，并在今天发展成为一个集微区成像、加工、分析、操纵于一体的功能极其强大的综合型加工与表征设备，广泛的进入半导体行业、微纳尺度科研、生命健康、地球科学等领域。参考文献：[1]崔铮. 微纳米加工技术及其应用(第2版)(精)[M]. 2009.[2]于华杰, 崔益民, 王荣明. 聚焦离子束系统原理、应用及进展[J]. 电子显微学报, 2008(03):76-82.[3]房丰洲, 徐宗伟. 基于聚焦离子束的纳米加工技术及进展[J]. 黑龙江科技学院学报, 2013(3):211-221.[3]付琴琴, 单智伟. FIB-SEM双束技术简介及其部分应用介绍[J]. 电子显微学报, 2016, v.35 No.183(01):90-98.[4]Reyntjens S , Puers R . A review of focused ion beam applications in microsystem technology[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2001, 11(4):287-300.

辣椒的独特辣味为美食增添了无数风味，那么如何快速准确测量不同辣椒计辣椒制品的辣度呢？手持式辣度检测仪通过电化学测量方法，将辣味从主观感受转化为可量化的数据，为食品加工和质量控制提供了有力支持。了解更多手持辣度检测仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/show/C578542.html工作原理：电化学测量辣味手持式辣度检测仪的核心在于其电化学测量原理。辣椒素类物质是辣味的主要来源，其中包括辣椒素和二氢辣椒素，它们共同构成了辣椒素类物质的90%左右。检测仪利用一次性三电极片，在电位作用下，辣椒素在工作电极表面富集，然后在特定的工作电压下进行氧化还原反应。这个过程中，辣椒素得失电子所产生的电流信号，会在显示器上呈现出相应的氧化还原峰。通过对峰电流大小的分析，仪器可以精确地定量检测出样品中辣椒素的含量，从而提供一个客观的辣度数据。优势：便捷、快速、可靠手持式辣度检测仪以其便捷性和快速性，显著提升了辣度检测的效率。首先，仪器设计紧凑、便于携带，适合在实验室外进行现场检测。其次，电化学测量方法使得检测过程不再依赖复杂的前处理步骤，只需简单操作即可获得准确结果。再者，检测仪的高灵敏度使得它能够对辣椒素进行精准的定量分析，这对于食品生产商在进行产品配方调整和质量控制时至关重要。应用：从田间到餐桌的全程监测手持式辣度检测仪还能适应各种辣椒及其制品的检测需求，无论是干辣椒、鲜辣椒还是辣椒粉，都可以通过这款仪器进行快速测定。对于辣椒种植者来说，仪器可以帮助他们在田间快速检测辣椒的辣度，以决定收获时机。食品加工企业则可以通过检测仪对原材料和成品进行质量控制，确保产品符合既定的辣度标准。在餐饮行业，手持式辣度检测仪还可以用于检测不同菜品的辣度，满足顾客对辣味的不同需求。总的来说，手持式辣度检测仪以其电化学测量原理和多功能应用，帮助行业实现了从口感到数据的科学转化。不仅提高了辣度检测的效率和准确性，更为食品行业的品质提升提供了重要的技术支持。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 面对口罩紧缺的情况，如何重复利用手中的口罩成为公众关注的问题。口罩过滤的原理主要是利用静电吸附以及纤维排列后对超细颗粒和飞沫的阻隔，口罩中间的荷电层对于携带病毒细菌等微粒或飞沫防护起到重要作用。口罩使用过程中，因细菌病毒在静电层的沉积以及哈气(水汽)等导致荷电层静电的消除，都会损伤其过滤效果，甚至失效。重复使用口罩需要解决两点问题： /p p 　　 strong 一是如何杀死或者去除沉积到口罩上的新冠病毒等病毒细菌 /strong /p p strong 　　二是如何为中间静电层补充静电，如何在不破坏口罩材料及微观结构的情况下，重新将外界电荷转移至中层无纺布。 /strong /p p 　　2月，陈建峰院士团队应对应急时期口罩重复使用的问题，提出开展“口罩荷电再生重复使用技术”研究。团队研究人员通过实验研究，发现采用便携式静电发生器(如家用电器)对普通一次性医用平面无纺布口罩进行二次荷电处理，使其再生静电效应而达到可重复使用的现象，由此提出并形成了“口罩荷电再生重复使用”的技术方法及其导则。首先将使用后的一次性医用无纺布口罩置于56度以上热水泡30分钟消毒处理(参见新型冠状病毒肺炎防控方案(第四版))，随后采用电吹风机、电风扇、电子点火器等对“失效”的口罩进行吹干荷电处理，证实口罩可重新荷电而再生静电效应。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 334" title=" N95口罩.jpg" style=" width: 500px height: 334px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" N95口罩.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/9fa2548c-8d3d-4bf6-876f-4163b5b8a199.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　在北京化工大学党委的大力支持下，团队研究人员利用学校实验室设备资源搭建口罩过滤性能检测系统，积极开展荷电再生技术方案优化及效果的科学验证。对4类广泛使用的普通口罩(一次性防尘口罩、一次性医用口罩、一次性医用外科口罩、国外进口KF94口罩)，进行了荷电再生重复使用实验研究。 /p p 　　再生口罩样品，经国家劳动保护用品质量监督检验中心(北京)检测，结果表明： /p p 　　3类口罩(一次性医用口罩、一次性医用外科口罩和国外进口KF94口罩)再生后，口罩重要指标(0.1微米微粒过滤效率，即阻隔率)与新口罩相当(衰减约0.5-1.5%) /p p 　　一次性防尘口罩再生后，其过滤效率较新口罩提升50% /p p 　　一次性医用外科口罩荷电再生循环10次后，其过滤效率与新口罩相当(衰减约0.5%)。 /p p 　　 strong 这表明：当前疫情应急时期，口罩重复使用是可行的 /strong ，可缓解当前市场需求与供给的矛盾，且可节约资源、减少环境污染。近日，“口罩荷电再生重复使用技术”得到中央领导同志充分肯定。 /p p 　　 strong 口罩再生重复使用操作过程 /strong ： /p p 　　1. 热水灭毒：将用过的一次性医用无纺布口罩置于大于 56 ℃热水中浸泡 30 分钟(参考《新型冠状病毒肺炎防控方案(第四版)》56 ℃ 30 分钟可有效灭活病毒)，灭活新冠病毒，水 洗去尘埃。水洗后将口罩挂干或晾干。【通常沸水与室温水(按 20 ℃计)1:1 体积比混合 后约为 60 ℃，为提高灭毒杀菌效果，可适当提高沸水比例。注意：热水浸泡灭毒和水洗 过程中不要揉搓口罩，以免破坏其微观结构 最好一人一锅热水泡，以免交叉污染】 /p p 　　2. 荷电再生：将挂干/晾干后的口罩平放在干燥、绝缘材质表面，用电吹风机吹风 10-20 分钟， 出风口与口罩距离约 10 厘米(注意吹风机出口温度，不要太高温度以防止烫坏口罩纤维，可仿照洗发后吹干头发的过程)。或者，用普通电风扇吹口罩约 20 分钟，距离约 5 厘米。或用普通家用电子点火器等静电发生器对口罩进行全面覆盖的“电击”，使口罩重新荷电。 /p p 　　3. 纸屑检验：在绝缘桌面上洒一些干燥的碎纸屑，将荷电再生后的口罩外层接近碎纸屑，距离大于 1 毫米但并未直接接触时，可观察到口罩对碎纸屑的静电吸附现象，则表明口罩荷 电量足够，可以重复使用。【如静电吸附现象不明显，则延长第二步荷电再生的处理时间，再次通过“纸屑吸附”检验再生口罩荷电情况，至荷电量足够，可以重复使用。】 /p p 　　本导则提出的方法，适用于较低风险暴露人员个人参照使用，不建议推荐用于已患病者、 医护人员及实验人员等。本导则仅适用于新冠肺炎疫情防控时期应急使用。 /p p br/ /p

8月24日，日本政府不顾国内外反对，福岛第一核电站启动核污染水排海，并计划排放30年。该消息发布后，引起我国出现盲目“抢盐”的恐慌现象，并导致核辐射检测仪在线上平台火爆销售，甚至被抢购一空。许多专家表示，我们无需过度恐慌，理性关注即可，也有人支持购置核辐射检测仪来保证身体安全，那么作为大众居民，我们是否必要购置核辐射检测仪？其原理是什么？核辐射检测仪到底是不是“智商税”？且听本网来揭秘。核辐射检测仪的原理核辐射检测仪是通过探测放射性物质的衰变过程来进行工作的。放射性物质会不断地释放出α粒子、β粒子、γ射线等辐射，这些辐射会与检测器中的物质相互作用，产生电离效应。在这个过程中，检测器中的物质会失去一部分电荷，导致检测器中的电荷量发生变化，从而产生电信号。核辐射检测仪通常采用闪烁晶体作为探测器，闪烁晶体是一种能够吸收射线并转化为可见光的物质。当放射性物质释放出的射线进入闪烁晶体时，晶体中的原子或分子会吸收这些射线，并把它们转化为可见光。这个过程被称为光致发光。然后，光被收集到光电倍增管中，并转化为电信号。这些电信号会被放大和整形，以便后续的信号处理和测量。除了闪烁晶体，核辐射检测仪还可以使用其他类型的探测器，如半导体探测器、液体闪烁计数器等。半导体探测器的工作原理与闪烁晶体类似，都是基于放射性物质的衰变过程，通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应，从而检测辐射的强度和类型。而液体闪烁计数器则是一种将闪烁剂和光电倍增管结合在一起的探测器，它能够测量β粒子和γ射线。总之，核辐射检测仪是基于放射性物质的衰变过程进行工作的，通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应，从而检测辐射的强度和类型。闪烁晶体和光电倍增管是核辐射检测仪中非常重要的部件，其性能直接影响核辐射检测的准确性和稳定性。随着科学技术的发展，核辐射检测仪的材料和性能将不断得到改进和完善，为保障人类安全和环境健康做出更加重要的贡献。核辐射检测仪的应用场景辐射检测仪的应用场景广泛，主要包括以下场景：1.核物理实验室、科研单位放射性实验室等会产生放射性物质的单位，主要用于日常放射性物质剂量检测，以便及时处理。2.用于海关和边境巡逻等，防止犯罪分子取放射性材料及放射性物质袭击的应急响应。3.环保部门、钢铁石材检测、矿山或金属检测公司等，用于监测放射源。4.医疗、工业等领域的X射线仪器的X射线辐射强度。5.其他检测放射性物质需要。综上所述，辐射检测仪的应用场景非常广泛，应用于各大领域。我们需要购买核辐射检测仪吗？最近的央视报道中，华南理工大学环境与能源学院教授张永清表示：“普通百姓购买放射性检测仪必要性不强。因为放射性测量过程中，只有一个仪器还是不够的，还要有相应适合的方法，不同的核素有不同的方法来进行测量，而且不同的样品有不同的前处理方法。如果说一般普通老百姓只是买一个仪器来测，他们还不具备专业的方法。”市面上价格较低的核辐射检测仪往往精度低，难以真正检测出放射性物质，而较为专业的核辐射检测仪价格昂贵，且需要专业知识和技能才能正确使用和维护才能合理使用。其次，普通人在日常生活中接触到的辐射量通常是非常低的，不需要过于担心辐射对健康的影响。而且，即使周围存在一些放射性物质，核辐射检测仪也并不能保证绝对的安全。因此，建议普通人不要盲目购买核辐射检测仪，更不需要过度恐慌，如果确实需要检测辐射水平，可以寻求专业的检测机构或者政府部门进行检测。

12月1日，主题为“智能驱动、数字决策”的中油测井新产品发布会在西安召开。 中国工程院院士邱爱慈、王双明、李宁，陕西省科学技术厅、中国石油总部部门、油气和新能源板块、工程技术板块、同行企业、石油高校等41家单位160余人出席会议。 此次发布会，中油测井发布了MLab车载岩石物理实验室、IDS智能导向系统、hiDAS光纤传感系统、FITS过钻具测井系列、LogUDB中国石油统一测井数据库等5项新产品。 纽迈与MLab车载岩石物理实验室 纽迈公司在核磁共振技术方面拥有多年的研发经验和技术积累，而中油测井公司在测井行业具有广泛的应用场景和实际经验。基于双方在技术研发和行业经验方面的优势互补，为推动核磁共振技术在测井行业的应用和发展，服务好国家重大战略需求，为我国测井行业作出新的更大贡献，纽迈与中油测井共建了核磁共振技术创新联合体。 MLab车载岩石物理实验室的核心设备移动式全直径二维核磁共振测量仪便是联合体双方联合开发的重要成果。 车载岩石物理实验室 车载岩石物理实验室由移动式全直径二维核磁共振测量仪、全直径岩心光学扫描仪、全直径岩心自然伽马能谱测量仪、漫反射红外光谱测量仪、岩石高温热解分析仪组成，有效集成了传统施工现场测试的及时性，以及实验室测试的精细化等优点，具有绿色、安全、快速、无损、机动性强的等特点。 可用于井场新鲜全直径岩心的快速连续测量，提供岩性、物性、含油性和孔隙结构及烃源岩特性参数、为测井解释、储层评价、甜点优选提供数据支撑，尤其适用于致密油、页岩油等非常规储层的快速精确评价，助力石油天然气勘探开发。 移动式全直径二维核磁共振测量仪 基于移动式全直径二维核磁共振测量仪等设备的车载岩石物理实验室充分发挥钻井取心的价值，最大程度的保持原位地层信息，为数字岩心建设提供解决方案。 当岩心出井后，去除岩心表面的泥浆或者密闭液，立刻将岩心用保鲜膜包裹，减少岩心中流体的逸散，首先连续采集以一维核磁T2谱，获取岩心孔隙度、孔隙结构信息。然后采集二维核磁T1-T2谱，计算含油饱和度，核磁共振仪器的最小回波间隔0.2毫秒，纵向分辨率1cm、2cm、4cm、10cm可选。每次扫描1米岩心，2cm分辨率下的一维核磁采集时间12分钟，二维核磁单点采集时间3分钟。 移动式全直径岩心核磁扫描技术能够检测大尺寸岩心，全面描述强非均质性储集层的真实孔隙结构，代表性强；可以在岩心出井的第一时间进行无损、快速测量；能够设定测量速度，模拟不同测井速度下的测量效果；同时具有更高的纵向分辨率。

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2024年8月14日，由北京卓立汉光仪器有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司、先锋科技(香港)股份有限公司、无锡中镭光电科技有限公司联合举办的第五届“逐梦光电”国产光电分析仪器和核心技术研制与应用研讨会暨怀柔光电产业发展论坛在北京中建雁栖湖景酒店成功开幕。本次盛会汇聚了来自全国各大知名高校、研究院以及“产、学、政、研、用、金”不同领域的近百位专家学者，共同探讨光电技术的最新进展和产业发展趋势。开幕第一天，线上直播观众人数突破3.5万人。▲正式开幕本次研讨会聚焦荧光、拉曼、条纹、分幅、icmos、成像光谱仪、2μm激光器、光机、自动化，磁光，压电，仪器联用等10余类产品以及钙钛矿，太阳能，二维材料，燃烧诊断，等离子体诊断，LIBS，半导体，激光物理等八大应用方向，旨在推动光电技术的创新发展，加强产学研用的深度融合，促进光电产业的转型升级。会议包括主题报告、技术展示等多种形式，为参会者提供了一个交流思想、分享经验、探讨合作的平台。▲北京卓立汉光仪器有限公司总经理张志涛在开幕式上，北京卓立汉光仪器有限公司总经理张志涛发表致辞，对远道而来的嘉宾表示热烈欢迎，并对光电产业的未来发展寄予厚望。随后，15位来自激光诱导击穿光谱、拉曼光谱领域的专家学者分别就各自的研究领域作了深入的阐述，分享了最新的研究成果和经验。▲北京怀柔仪器和传感器有限公司总工程师刘海锋北京怀柔仪器和传感器有限公司总工程师刘海锋做激光技术与光学仪器在大科学装置的应用机遇技术报告，对怀柔科学城做重点介绍，怀柔科学城作为北京“三城一区”国际科技创新中心的关键平台，定位于世界级原始创新承载区，聚焦物质、信息智能、空间、生命、地球系统五大科学领域，部署了众多顶尖科技设施，聚集了国际上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等综合极端条件实验装置；中国首台第四代高能量同步辐射光源及北京激光加速创新中心等，这些设施将汇聚成全球大科学装置最密集区域，为前沿激光技术、光学仪器研发应用带来前所未有的机遇与挑战。▲多场低温科技（北京）有限公司超精密运动部门负责人刘立民多场低温科技（北京）有限公司超精密运动部门负责人刘立民做基于压电的超精密运动解决方案报告，全面剖析压电技术在超精密运动控制领域的基础原理与最新进展，同时聚焦于多场科技推出的系列压电超精密运动产品，并详细描述这些产品的技术规格、操作原理以及在不同行业中的具体应用案例，展示它们如何在复杂环境中保持卓越的性能以满足用户对高精度和高稳定性的严格要求。并对其在半导体加工、生物医疗、精密光学等领域的应用情况做简单介绍。▲北京卓立汉光分析仪器有限公司应用专家赵牧原北京卓立汉光分析仪器有限公司应用专家赵牧原做太阳能领域产品综合解决方案报告，介绍了太阳能电池领域的前沿情况，并介绍卓立汉光公司面向太阳能电池领域推出的DSR光电检测系统，包括各个系统的测量原理、特点、适用范围和应用案例。▲合肥工业大学副教授杨蕾合肥工业大学杨蕾副教授做激光诱导击穿等离子体光谱报告，深入剖析了激光诱导击穿光谱（LIBS）技术的核心理念、根本机制及其固有的优势与局限性。针对LIBS技术在原位检测应用中的两大核心挑战——固体样本表面形貌的未知变异性与液体样品检测的复杂性，她展开了详尽探讨。研究固体样本表面形貌变化对等离子体、光谱的影响，提出减小其影响的方法；液体样品的Libs原位检测中，直接检测易产生飞溅，且激光脉冲存在一定的吸收损耗，导致光谱信号弱，研究并提出液体样品的检测方案，为提高液体样品在线定量检测精度提供参考。▲西安交通大学副教授袁欢西安交通大学袁欢副教授做激光诱导等离子体技术及其在电力系统中的典型应用报告，分析近些年来电力系统内基于激光诱导等离子体技术的检测方法，主要包括真空灭弧室真空度、绝缘油内金属颗粒、电缆表面绝缘强度、媒质灰飞等方面的研究，从技术原理、产业情况、仪器研制等方面进行论述，希望进一步推进激光诱导等离子体技术在电力系统内的产业化应用。▲北京卓立汉光仪器有限公司光学工程师何运北京卓立汉光仪器有限公司光学工程师何运做从实验室到在线及小型化LIBS系统应用介绍报告，介绍LIBS仪器应用，从实验室到现场及小型化。具体包括：1）激光诱导击穿光谱技术简介；2）实验室、现场和小型化LIBS仪器的应用。▲西安交通大学博士时铭鑫西安交通大学时铭鑫博士做激光诱导击穿光谱在油气资源勘探中的应用研究报告，报告指出，准确获取岩石与岩心样本的矿物元素与有机质组分信息，是理解其矿物学及有机地化特征、评估潜在储层及甜点区域的关键。时博士通过深入研究激光与岩石样本的相互作用及等离子体演化过程，优化了LIBS检测参数，成功构建了针对岩石及岩心样本的矿物元素与有机元素定量分析模型。该模型有效解决了模型过拟合与欠拟合问题，显著提升了元素预测的准确性。此外，研究还进一步探索了多光谱融合技术在页岩岩心总有机碳等有机质热解参数预测中的应用，为实现井场近原位、快速检测矿物元素与有机质特征参数提供了新方法。这一技术突破有望为油气田现场生产开发方案的即时优化提供强有力的数据支撑，推动油气资源勘探与开发效率的提升。▲西安交通大学教授吴坚西安交通大学吴坚教授做激光诱导击穿光谱技术及其在核工业领域应用进展报告，鉴于核工业材料的特殊性，实现其元素组分的原位在线测量一直是技术难题。LIBS技术凭借其独特的优势，如不受辐照环境影响、非接触式测量、远距离操作等，为这一领域带来了革命性的解决方案。报告回顾了LIBS技术在核工业多个关键环节中的国内外研究与应用进展，包括铀资源勘探、核燃料生产、核电站运行监测以及乏燃料处理等方面，展示了LIBS技术在提升核工业材料分析效率与准确性方面的巨大潜力。并着重团队在核电站异物识别、结构材料分类以及安全壳氯离子侵蚀检测等方面的研究成果。团队不仅成功研制了光纤式和望远镜式LIBS检测装置，还成功将这些装置应用于实际现场，实现了对核工业环境中复杂材料元素组分的快速、准确分析。最后，展望了激光诱导击穿光谱技术在核工业领域的应用前景。▲国家农业智能装备技术研究中心助理研究员马世祥国家农业智能装备技术研究中心马世祥助理研究员做激光诱导击穿光谱技术在农业中的应用研究报告，激光诱导击穿光谱技术（LIBS）作为一种新型元素检测技术，被广泛地应用于农业、工业以及矿产勘探等各个领域。针对农业中土壤、水体检测需求，团队基于LIBS技术开展研究，实现了土壤及水体中重金属、营养元素等快速测量，并研制了农田土壤健康管理专家“知土SmartSoil”系列产品，得到了广泛的应用和好评。它不仅帮助农民解决了土壤健康管理中的难题，还促进了农业生产的可持续发展，为实现乡村振兴和农业现代化贡献了重要力量。马世祥助理研究员及其团队的研究成果，为LIBS技术在农业领域的应用开辟了新的道路，也为未来农业环境监测和资源管理提供了更加广阔的前景。▲研究员张开锋张开锋研究员做基于等离激元波导针尖的高分辨率拉曼光谱技术报告，重点介绍了TERS（针尖增强拉曼光谱）技术的优化方案，针尖增强拉曼光谱（TERS）是一种能以纳米级空间分辨率获取化学信息的方法。现有的TERS技术，激发光会直接照射到探针针尖，其光照射的面积（几百 nm）远大于针尖直径（几十 nm），因此针尖以外的样品信号，即背景信号会被叠加检测。提高 TERS 信号的对比度，测量具有荧光活性或强拉曼活性的样品是一项重大挑战。张老师发展了基于等离激元薄膜波导针尖的TERS技术，实现了高稳定性、低背景噪声的TERS测量。该技术可以应对要求高对比度、低热损伤和多环境等TERS测量需求，有望促进TERS技术的推广和发展。▲北京化工大学副教授杨志宇北京化工大学杨志宇副教授做自旋电化学储能的发展前景及挑战报告，储能技术可以将波动电能转化为稳定电力，进而推动能源革命。水系离子电池因安全性高、成本低廉、环境友好，被认为是一种极具发展前景的新型大规模储能技术。然而，常见的过渡金属氧化物阴极材料具有导电性差、容量低、循环稳定性差等问题。基于此，杨老师通过调控过渡金属氧化物活性中心的自旋态来改善电极材料内部电荷的储存和转移机制，以及晶体的结构变形，从而提高电极的能量储存能力和稳定循环能力。发展高效的自旋调控策略以及搭建可视化的自旋检测技术有望推动这一领域的快速发展。▲西安交通大学教授任丹西安交通大学任丹教授做电化学原位拉曼光谱的搭建与应用报告，深入探讨了电化学原位拉曼光谱技术的构建与应用，特别是在清洁电力驱动下的电化学二氧化碳还原（CO2RR）这一绿色碳利用技术中的关键作用。面对当前电催化二氧化碳还原领域催化剂与反应体系尚不成熟、催化机理不明以及界面微环境调控困难的挑战，任老师强调了拉曼光谱技术作为研究电催化界面的关键技术的重要性。报告详细阐述了电化学原位拉曼光谱技术的设计思路、系统搭建过程及其在实际研究中的应用。该技术能够高效捕捉催化反应界面上的微环境信号，为深入理解电催化反应机理、优化催化剂设计提供了有力的分析工具。▲苏州惟光探真科技有限公司总经理刘争晖苏州惟光探真科技有限公司正高级工程师刘争晖做晶圆级半导体光电测试与解决方案报告，团队依托自主知识产权的激光辅助离焦量传感器，小型化科勒照明系统，高稳定性的系统集成设计、数据处理和软件算法等核心技术，针对Si和第三代半导体先进制程，提供显微和荧光成像的核心光学模组，供AOI系统、缺陷检查系统、探针台等集成；针对SiC、GaN等第三代半导体材料和MicroLED新型器件先进制程中面临的发光性质、应力和载流子浓度不均匀的新问题，提供荧光和拉曼光谱相关的系统解决方案，与晶圆厂商合作，开拓良率控制的新途径。供应链国产稳定可控，以更高的性能、更好的应用服务和较低的价格对半导体显微和光谱市场领域进行国产替代。▲北京卓立汉光仪器有限公司应用工程师张丽文北京卓立汉光仪器有限公司应用工程师张丽文做科研与分析型拉曼产品介绍与应用分享报告，介绍卓立汉光科研型与分析型拉曼产品及其应用，包括各个系统的性能、特点、和应用案例，重点介绍了Finder930全自动显微共聚焦拉曼光谱系统，RTS多功能拓展型拉曼光谱系统及联用技术，Finder Insight小型科研级拉曼光谱仪及Finder Edge手持式拉曼光谱仪，并重点分析了其在材料科学、生物医学、考古、食药环侦、管制品、禁毒、违禁塑料等领域的应用情况。▲中国科学院工程热物理研究所金楷茹中国科学院工程热物理研究所田振玉研究员的博士生金楷茹同学做基于原位拉曼光谱的高温结焦积炭动态表征报告，完成了基于原位拉曼光谱的高温结焦积炭动态表征研究，该研究针对航空发动机燃烧室积炭及高超声速飞行器热管理再生冷却管路中的热结焦问题，提出了创新的解决方案。在高温、高压及复杂反应条件下，燃烧积炭和热解结焦是航空及航天领域面临的重大挑战，它们不仅会导致设备堵塞、燃油效率降低、功率输出下降，还可能对飞行安全构成严重威胁。传统方法难以实时、准确地监测这些过程中积炭和结焦结构的动态变化。金楷茹同学的研究利用原位拉曼光谱技术，直接在火焰或高温反应环境中对积炭和结焦进行动态表征，这一技术突破使得研究者能够实时捕捉到积炭和结焦结构在极端条件下的细微变化。通过对乙炔燃烧喷嘴尖端积炭结构以及乙炔热解过程中惰性石英表面焦炭结构的动态监测，该研究不仅揭示了积炭、结焦结构随时间和温度变化的规律，还深化了对积炭、结焦生成机制的理解。除上述大会报告以外，会议期间，结合用户各种需求，卓立汉光公司适时展示多种产品系统，部分产品系统提供免费测样，欢迎详询！

近三年光谱结合化学计量学分析技术综述文献的评述（一）Commentary on the review articles of spectroscopy technology combined with chemometrics in the last three years褚小立（中石化石油化工科学研究院有限公司，北京，100083）摘要：近些年，现代光谱分析技术得到了迅猛发展，该技术的一个关键特征是采用化学计量学方法对光谱数据进行处理，从而尽可能多地获得有用信息，并且，该技术可直接对不同形态的复杂混合物进行定性和定量分析，在检测速度、成本、效率、通用性、自动化和便携性等方面表现出优于多数传统方法的特殊优势，在农业、食品、制药、石油、化工、烟草、环保和医学等各个领域得到了广泛的应用。因此，现代光谱分析技术也日益得到关注和重视。本文对近三年（2020-2022年）发表的涉及光谱结合化学计量学为主题的综述论文进行评述，主要论述了这类技术的发展现状、存在的挑战以及未来的发展方向，引用文献351篇。1引言现代光谱分析技术，如紫外可见光谱（UV-vis）、中红外（MIR）、近红外（NIR）、拉曼光谱（Raman）、三维荧光光谱（EEM）、太赫兹（THz）光谱、核磁共振（NMR）光谱、激光诱导击穿光谱（LIBS）等，可直接对不同形态的复杂混合物进行定性和定量分析，具有速度快，效率高，可无损和在线分析等优势，在农业、食品、制药、石油、化工、烟草、环保和医学等各个领域得到了广泛的应用（图1）。该技术的一个显著特点是借助化学计量学方法从光谱数据中尽可能多的提取详细的有价值的化学信息，其目的是为了显著提高分析结果的稳健性和准确性，使传统光谱技术不可实现的应用成为现实。图1 光谱结合化学计量学方法的分析技术框架图近年来，随着人工智能、大数据、云计算等，尤其是深度学习的快速发展，为化学计量学注入了新思路、新途径和新方法，用于光谱分析的新型化学计量学方法如雨后春笋般涌现出来，成为国内外本领域专家学者的重点和热点研究方向。借助材料学、MEMS制造技术、计算机技术等的进步，光谱类仪器及其应用也得到了长足发展。近三年（2020-2022年），光谱结合化学计量学的综述论文也如井喷式般的出现，涉及到光谱学、光谱仪器、化学计量学（机器学习）方法、以及在诸多领域的应用研究等方方面面。本文以“化学计量学（chemometric）” 或“机器学习（machine learning）”，“光谱（spectroscopy）”或“光谱技术（spectroscopic technology）”或“光谱仪（spectrometer）”，以及“综述（review或overview）”为关键词，以2020年至今为时间段，在Science Direct、Scopus、Web of Science、Google Scholar和知网（CNKI）上进行检索，对检索到的351篇综述类论文进行了整理、归纳和评述。2 光谱学与光谱技术2.1近/中红外光谱Beć等综述了量子计算化学在近红外光谱解析方面的进展，指出振动光谱学与计算化学形成的显著的协同作用，随着理论方法和计算机技术的进步，将大大提高振动光谱，特别是近红外光谱的应用潜力[1]。在另一篇综述中，他们论述了明确且详细的谱带归属研究对深入认识和理解近红外光谱的重要意义，解释了不同微型光谱仪所提供的化学信息贡献的差异的原因[2]。水光谱组学是一门研究水和水系统分子间氢键组成形态的新兴科学，它通过观察近红外光对水的作用所表征特征峰的变化来分析水系统中溶剂与溶质间的作用关系，具有非侵入性、分析速度快和定性定量等特点。孙岩等总结了用于温控近红外光谱分析的化学计量学方法，以及利用温控近红外光谱技术研究小分子的结构和蛋白质、温敏聚合物结构转变过程等方面的研究工作，利用随温度变化的水光谱信息，可实现对含水混合物的定性和定量分析[3]。陈定芳等梳理了水光谱组学的历史沿革、研究方法及其应用现状，阐明了水光谱组学用于测定人体经络脏腑的超分子结构特征的可行性[4]。褚小立等从振动光谱基础理论、光谱仪器硬件和化学计量学3个方面对近红外光谱分析技术的最新进展进行了综述，认为以近红外光谱为核心的商业产品将在不同应用领域进一步提供深化和细化的服务，近红外光谱有望成为与时代发展特征（如人工智能、大数据、云计算和物联网等）最相关的一项分析技术[5]。王家俊等探讨了在网络化应用环境中，近红外光谱仪器设备存在的硬件差异以及传统化学计量学方法在建模、数据处理存在的不足对近红外光谱的深度应用产生的影响，提出了云计算应用的解决思路，并对大数据时代近红外光谱分析网络化模式的应用前景进行了展望[6]。Fakayode等介绍了近红外光谱、傅里叶变换红外光谱仪器和拉曼光谱的最新技术创新进展，对2015-2018年期间近红外光谱、傅里叶变换红外光谱仪器和拉曼光谱在药品、食品等质量控制和保证等方面的应用现状进行了探究[7]。霍学松等综述了近些年新型的商品化微小型（便携式、手持式和袖珍式）近红外光谱仪器及其应用进展，指出物联网技术在智能农业、智能工厂、智能医疗和智慧城市等众多领域的兴起，成为推动近红外光谱传感器向着微型化方向发展的主要力量[8]。Zhu等综述了商品化便携式近红外光谱仪的主要类型，总结并比较了它们的性能指标，还介绍了促进小型化的新技术，对仪器未来发展的前景进行了展望[9]。表面增强红外吸收（SEIRA）是一种超灵敏的红外光谱技术，能够实现亚单层膜水平的表面选择性探测。Zhou等对SEIRA传感机制和理论模型的进展进行了综述，从结构设计、材料选择到结合机器学习算法等方面讨论了优化SEIRA性能的方法[10]。2.2拉曼光谱Pan等综述了人工智能方法结合拉曼光谱用于分析复杂混合物的进展，包括化学品、食品、药品和医学诊断等，指出拉曼光谱如SERS可以与红外光谱相结合，以增强物质识别能力[11]。Orlando等综述了拉曼光谱在先进材料科学表征中的应用进展，认为随着现场拉曼分析的推广应用，该技术在未来有望成为材料表征的常规分析技术[12]。Löbenberg等系统比较了不同拉曼分析技术的特点，介绍了拉曼光谱作为过程分析技术（PAT）工具在医药产品和工艺开发中的应用进展[13]。图2 用于体内上皮组织诊断的快速光纤共焦拉曼光谱系统Heng等综述了现代拉曼仪器、微型光纤拉曼探针设计和制造的最新进展（图2），论述了实时光纤拉曼光谱在临床内窥镜检查期间改善体内癌前病变和癌症早期诊断等方面具备的潜力[14]。Barik等概述了用于体内测量的不同光纤探针，重点介绍了用于生物医学的拉曼光谱探头，并对影响探针提取最佳光谱特征的各种方面，如光纤探头、辐射源、探测器和光谱仪等进行了探究[15]。 图3 基于SERS的传感器在农业应用示意图表面增强拉曼光谱（SERS）是一种高度灵敏的技术，可增强由某些纳米结构材料支撑的分子的拉曼散射。Han等概述了SERS设备、SERS活性材料制备和SERS测量的详细信息，重点介绍了SERS与化学计量学结合在多个研究领域的最新应用，包括探测表面反应和界面电荷转移、结构表征和化学/生物传感。此外，还讨论了SERS光谱再现性、技术局限性和可能的优化方法[16]。Liu等对目前SERS农业传感器现状和发展进行了总结，较全面地阐述了SERS在农产品质量安全控制中，对农药残留等有害物质检测的发展和应用（图3），介绍了SERS 传感器/基底在不同应用场景中的优势和价值[17]。空间偏移拉曼光谱（SORS）技术可在一定程度上克服通过包装对材料进行定性或定量分析的问题。Arroyo-Cerezo等综述了SORS结合化学计量学方法在食品和农业领域的应用，比较了商业和工业分析仪以及实验室规模的食品和饮料SORS实施情况，讨论了未来在农业食品供应链中的部署途径[18]。低频拉曼光谱（LFR）探测与长程有序（即结晶度）相关的振动模式，该模式可提供固态结构特征和其他特性的独特信息。Bērziņš等详细讨论了LFR的基础理论、仪器和数据分析（包括化学计量学和计算技术的应用）的各个方面，并总结了LFR在药物分析中的新应用[19]。2.3太赫兹光谱随着光源和探测器组件的迅猛发展，太赫兹（THz）谱技术最近在医学、材料、生物传感和制药工业等多个领域都得到了较快发展。Feng综述了太赫兹光谱与化学计量学结合的最新进展，以及太赫兹谱在评估食品质量和确保食品安全方面中的应用，并讨论了太赫兹谱的优势和一些固有的局限性[20]。Rawson等讨论了太赫兹光谱的原理和仪器，重点介绍了太赫兹技术在水分监测、土壤传感、种子分类、品种来源鉴别、残留检测、微生物、毒素和食品腐败检测、食品掺假鉴定、食品或农产品中的异物检测等方面的应用[21]。2.4 LIBS光谱激光诱导击穿光谱法（LIBS）是一种简单、直观、多用途的原子发射光谱法，它将快速脉冲激光束聚焦到样品上，形成含有其组成元素的等离子体，然后使用发射光的光谱分析检测存在的元素。激光诱导击穿光谱技术具有多元素同时检测、结构简单、检测速度快、不受样品形态影响等特点，在诸多领域展现出广阔的应用前景。Andrade等综述了近些年LIBS样品制备、定性分析、校正策略以及提高LIBS分析灵敏度方法的进展，指出现场应用、在线应用、以及与化学计量学方法的深度融合是未来LIBS技术的主要发展趋势[22]。李祥友等综述了激光诱导击穿光谱技术的机理、装置类型、基础研究进展（信号增强方法、定性定量分析方法），以及在深空探测、地质勘探、环境污染、食品安全、工业冶金和生物医疗等领域的应用进展，指出为了实现海量材料的快速、高灵敏度检测，在线 LIBS 装置的研制将是未来的发展趋势[23]。Harmon等论述了实验室和现场LIBS分析技术，综述了LIBS在大气、天然水、矿物、岩石、沉积物和土壤等地球科学领域中的应用研究进展[24]。Wang等总结了LIBS定量分析技术的最新进展，包括不确定性和误差产生机制、硬件改进和定量校正方法（包括基于物理原理的校正模型、基于数据驱动的校正模型和混合模型），解释了信号不确定性和矩阵效应对LIB定量分析性能的影响，提出了LIBS定量分析的改进策略框架[25]。Chen等综述了激光诱导击穿光谱（LIBS）与机器学习相结合在地球化学和环境资源勘探中的最新进展，提出了LIBS在未来发展中的潜在应用，包括现场快速筛选和极端环境下的远程探测等。由于LIBS可同时分析轻元素和重元素含量，在工业中，特别是在钢铁、汽车和飞机制造业中变得非常流行[26]。Velásquez-Ferrín 论述了LIBS在分析食品微量营养素、基本成分和有毒物质的应用进展，包括谷物、蔬菜、盐、酒精饮料、烟草、糖、肉、鱼、咖啡、茶和水等[27]。Legnaioli等综述了激光诱导击穿光谱（LIBS）在工业应用中的进展，包括能源工业、制药业、金属工业、建筑业、食品和饲料工业、资源回收工业等[28]。图4 激光诱导击穿光谱成像技术的应用示意图曾庆栋等综述了便携式LIBS的发展历程，对各种激光光源（小型 Nd:YAG固体激光器、二极管泵浦固体激光器、微片激光器、光纤激光器以及光纤传能的方案）应用于便携式LIBS系统的最新研究进展进行了综述和分类讨论，提出在应用领域应当从“专机专用”的角度着手，即一个样机只针对某个领域的某几种元素，甚至是某几个谱线来设计[29]。Limbeck等综述了LIBS成像仪器和相关化学计量学方法的最近进展，总结了LIBS成像在生命科学、地质学和材料科学领域的应用实例（图4），展示了LIBS在空间分辨分析中的优势，还讨论了该技术的未来前景和潜在应用[30]。2.6微型光谱仪光学、半导体、智能手机和许多其他制造技术的最新进展促进了光谱仪器的小型化和微型化。从未来的角度来看，这些传感器的小型化和性能改进将导致广泛的传感网络与物联网相结合，提供前所未有的现场诊断，从而为医疗保健和环境监测等许多其他应用提供实时分析。Yang等对光谱仪微型化的技术路线、技术突破及其后续应用进行了系统的分析，总结了过去三十年中所发展的四种微型光谱仪（图5），即色散型（dispersive optics）、窄带滤光型（narrowband filters）、傅里叶变换型（Fourier transform）和计算光谱（reconstructive）。论文指出了微型光谱仪发展历程中的重要技术突破，认为微型光谱仪的发展主要依赖于加工技术的进步和计算能力的提升[31]。图5 超小型微型光谱仪的四种策略示意图Biswas等概述了智能手机光谱仪的最新发展，重点是光收集、色散、检测和光谱校准，这些光谱仪可以利用实时物联网将边缘数据传输到云端，在未来，该仪器或将为使用者提供前所未有的现场诊断[32]。Zhi等总结了国内外微型光谱仪的发展现状，重点介绍了微型光谱仪在精准农业中的应用研究进展，指出随着新原理、新工艺和新材料的发展，微型光谱仪在提高特异性的同时，正朝着高性能、高集成度和单芯片方向发展[33]。荧光传感器有着高灵敏度和特异性的优点，Shin等论述了便携式不同类型荧光传感器的特点，并讨论了其在水质监测、生物医学等领域的应用进展[34]。Zhang等从理论、实现和性能指标方面系统地回顾了芯片傅里叶变换光谱仪（FTS）的进展，尤其是芯片静态FTS，包括空间调制、时间调制和空时共调制FTS，指出芯片FTS的应用将会逐渐扩展到食品安全、健康分析和大气探测等领域[35]。Ravindran评述了用于微光谱仪的光栅技术的新研究趋势，探究了评估光栅性能的主要参数，发现光栅效率、凹槽密度、自由光谱范围和分辨率对光栅性能有重要影响[36]。王飞等论述了片上光谱成像系统的分光原理、集成方式，展望了片上光谱成像系统在生物医疗、环境监测、军事装备和智能消费电子等领域的应用前景，指出未来基于片上光谱成像系统的各种光谱成像设备将真正进入掌上时代，深度融入个人日常生活，在食品安全、移动健康等方面展现出其独特的魅力[37]。3 化学计量学算法与策略3.1概述Wang等从实用性的角度综述了近十年来在现代光谱分析中应用的各种化学计量学方法，包括光谱预处理、波长（变量）选择、数据降维、定量校正、模式识别、模型传递、模型维护和多光谱数据融合等[38]。Houhou等重点介绍了化学计量学、机器学习和深度学习等人工智能方法用于光谱和成像分析的最新研究和趋势，包括核磁共振、质谱、振动光谱、X射线、原子力显微镜、电子显微镜和二维色谱等，他们认为深度学习在生物医学中的应用，以及数据融合方法，是未来研究的主题之一[39]。Zhang等汇总了用于LIBS多元定量和定性分析的机器学习方法（图6），讨论了模型可解释性、数据集大小、过拟合以及噪声、干扰等问题和挑战[40]。Costa等也综述了用于LIBS的化学计量学方法，比较了多种定量校正方法的优缺点[41]。图6 人工智能、机器学习、化学计量学之间的关系示意图图7 用于电化学、光谱学和联用质谱学中的化学计量学方法框架图Peris-Díaz等引用300多篇文献回顾了2018～2020期间化学计量学方法在电化学、光谱学和联用质谱学中的应用研究和发展趋势（图7），并论述了使用这些方法时要避免的潜在陷阱[42]。图8 光谱分析中常用的化学计量学方法工具箱Meza Ramirez等介绍了应用于光谱分析的机器学习和人工智能背景、概念和方法，及其在生命科学和医疗领域的最新研究进展，并给出了光谱分析中常用的机器学习和人工智能工具箱（图8）[43]。Oliveira等综述了各种分析技术与化学计量学方法结合用于石油泄漏研究中的应用和研究进展，讨论了化学计量学方法的一些概念性和不当使用等问题[44]。Aleixandre-Tudo等对化学计量学在食品科学和技术研究领域的应用进行了文献计量学评估，结果表明，化学计量学是一个内容丰富且发展快速的领域，广泛应用于食品领域[45]。Rocha等综述了2008-2018年期间非线性方法（人工神经网络、支持向量机、自组织映射等）在食品（蔬菜、水果、食用油和奶制品等）分类和预测分析中的应用，讨论了非线性方法相对于传统多元分析方法的优缺点[46]。Carolien等用实例对用于食品质量评估的多种化学计量学方法进行了探究，指出食品科学家和统计学家之间需要跨学科合作，以便正确使用数据分析方法并合理解释结果[47]。Ma等全面综述了神经网络在食品分析（如食品识别、食品供应链安全和组学分析等）中的应用进展，提出友好界面软件包的空白、难以解释的模型行为、多源异质数据等是阻碍神经网络广泛推广应用的主要挑战[48]。3.2光谱预处理与波长选择由于测量模式、样品状态和其他外部物理、化学和环境因素，光谱仪等分析仪器产生的数据可能包含不必要的变化。数据预处理的总体目标是从信号中去除不必要的变化或影响，以便与感兴趣属性相关的有用信息可用于有效建模。基线漂移是拉曼、中红外、近红外以及激光诱导击穿光谱等光谱仪器测量过程中经常出现的问题，会对光谱的定量和定性分析产生不利影响。王海朋等系统评述了光谱基线校正的基本算法、改进算法和新型算法及其应用研究进展，认为目前的基线校正算法大都没有从机理或光谱本质方面对基线漂移做出解释，在具体应用时应根据具体的对象加以选择和改进[49]。Mishra等系统介绍了用于光谱预处理的方法，重点论述了新出现的集成融合预处理方法，并归纳出了三种基于集成融合的预处理策略[50]。波长（变量）选择是近红外光谱（NIR）多元校准的重要步骤，也是近红外光谱研究的一个热点。现如今，已经开发了大量的变量选择方法，由于其原理和应用范围的不同，它们具有不同的优点和缺点。Fu等归纳了基于联合策略开发的变量选择方法，联合方法的目的是应用两种或多种变量选择算法，利用它们各自的优势，从高维NIR数据集中更有效地选择特征波长[51]。de Araújo Gomes等则概述了用于食品光谱数据分析中的波长变量筛选方法，并通过定量校正和分类识别实例论述了变量选择的重要性[52]。3.2多维高阶算法化学多维校正方法具有突出的“二阶或更高阶优势”，被视为借助绿色智能的“数学分离”来替代或增强传统的“物理/化学分离”，这避免或显著简化了样品预处理过程，减少了分析时间。此外，可以消除背景基体和干扰信号的影响，即使在存在未知干扰的情况下，也可以实现对感兴趣的多个分量的同时、快速和准确的定量分析。Wu等综述了基于各种高阶分析数据的多维校正的理论和分析应用的最新进展，重点讨论了多线性模型及其扩展、具有二阶或高阶优势的多维校正算法以及其他基本问题，并着重介绍了它们对绿色分析化学的贡献，例如在环境样品定量分析中的应用[53, 54]。在另一篇综述中，吴海龙等则系统综述了近5年来二阶、三阶、四阶校正方法与不同高阶分析仪器相结合的代表性应用，强调了多维校正方法对绿色分析化学的贡献[55]。图10 近红外光谱成像与高阶化学计量学算法用于药物杂质测定和有效期估计的分析流程图Sun对用于化学和生物制造过程中张量数据分析的方法进行了综述，指出张量数据分析是一种有前景的过程理解和优化工具，为提取有用的过程信息开辟了新的可能性[56]。Vignaduzzo等讨论了高阶化学计量学与多种仪器技术（如紫外-可见光谱、荧光、色谱、电化学等）相结合解决药学定性和定量问题的研究进展，是解决包括降解研究、杂质和原料药测定（溶解试验、均匀性试验等）等问题的有力工具（图10），还讨论了该策略在药物鉴定、PAT和QbD中的应用潜力[57]。Yu等综述了多维校正算法与近红外光谱结合在食品工业过程控制、质量评价、欺诈识别和分类、以及图像分析等方面的应用进展，作者认为，多维算法与光谱数据的结合可以将食品加工数据信息转化为操作知识，能进一步提高对食品系统和食品过程的理解[58]。Mazivila等论述了如何利用多维分辨方法从基于分析物触发的半导体量子点（QD）荧光调制（猝灭/增强）的传感平台中体现激发发射荧光矩阵（EEFM）的二阶优势，包括平行因子分析（PARAFAC）、多元曲线分辨交替最小二乘（MCR-ALS）和基于残差双线性的未展开偏最小二乘（U-PLS/RBL）[59]。de Juan等系统论述了多元曲线分辨（MCR）方法50年的发展历程，重点介绍了MCR在组学、成像或多维色谱等领域的新应用[60]。Mazivila 等则重点论述了MCR-ALS结合光谱和色谱技术在过程分析化学（PAC）和过程分析技术（PAT）中用于实时过程监测和控制的进展[61]。Park等系统综述了二维相关光谱在概念、实验方法和应用研究等方面的进展，强调了二维相关光谱与多元分辨和多元校正方法的结合[62]。Yang等重点综述了二维相关光谱结合多维化学计量学方法在乳制品、酒精饮料、食用油等食品质量检测中的应用[63]。Liu等综述了二维相关光谱在水环境、土壤环境和大气环境检测和分析中的应用，特别是在研究环境中有机物的分子特性以及与金属离子的相互作用机理等方面的进展[64]。Rutherford等讨论了应用于生物流体红外光谱分析的机器学习分类算法，强调了二维红外光谱的多维性及其具有的丰富信息，其与分类算法结合具有令人鼓舞的潜力[65]。本文为评述第一部分，第二部分查看请点击此处

解析恒奥德仪器便携式交流电子脱扣器校验装置引言概述原理工作流程 引言概述:电子脱扣器是一种广泛应用于电子设备中的关键元件，其工作原理是通过控制电流流过特定的电路，实现对电子器件的脱扣操作。本文将详细介绍电子脱扣器的工作原理，包括其基本原理、工作流程、应用场景、优势以及未来发展方向。一、基本原理1.1 电磁感应原理:电子脱扣器利用电磁感应原理，通过电流流过线图产生的磁场，引起磁铁的吸引或排斥，从而实现脱扣操作。1.2 磁铁工作原理:电子脱扣器中的础能够产生足够的磁场强度，以实现可靠日永磁材料，具有较强的磁性1.3电路控制原理:电子脱扣器中的电|电流的大小和方向，调节磁场的强弱和方向，从而实现对磁铁的控制脱扣操作。 二、工作流程:2.1 输入信号检测:电子脱扣器首先要检测输入信号，通常是通过传感器或开关来实现，一旦检测到输入信号，即可触发脱扣操作。2.2 电路控制:一旦输入信号被检测到，电子脱扣器会根据事先设定的参数，通过控制电路来调节电流的大小和方向，以实现对磁铁的控制。2.3 脱扣操作:当电子脱扣器控制电路调世刚合适的状态后，磁铁会受到电磁力的作用，实现脱扣操作，将电子器件从离出来。 3.1 电子产品制造:电子脱扣器广泛应用于电子产品的制造过程中，用于将电子器件从 PCB板上脱离，以便进行后续的加工和组装。3.2 电子设备维修:在电子设备维修过程中，电子脱扣器可以帮助技术人员快速、安全地分离电子器件，减少损坏的风险。3.3 生产自动化:随着生产自动化水平的提商，电子脱扣器被广泛应用于自动化生产线上，提高生产效率和质量。 优4.1 高效快速:电子脱扣器能够在短时间内完成脱扣操作，提高生产效率。4.2 精准可靠:电子脱扣器能够精确控制电流和磁场，确保脱扣深作的准确性和可靠性。4.3 安全环保:电子脱扣器在脱扣过程中不会产生大量的热量和噪音，对环境和操作人员都比敦安全。五、未来发展方向:5.1 智能化:未来的电子脱扣器将更加智能化，能够根据不同的工作环境和需求进行自动调节和优化。5.2 多功能化:电子脱扣器将会融合更多的功能，例如温度检测、电流监测等提供更全面的服务。g5.3 节能环保:未来的电子脱扣器将更加一源的节约和环境的保护，采用更高效的电路和材料。

8月5日，国家自然科学基金委员会发布“十四五”第一批重大项目指南及申请注意事项。其中，2021年工程与材料科学部共发布12个重大项目指南，拟资助9个重大项目，项目申请的直接费用预算不得超过1500万元/项。 2021年工程与材料科学部12个重大项目指南如下：1、“基于能量耗散的金属基复合材料强-韧性关联重构”重大项目指南2、“高频高效电机用新型非晶软磁材料”重大项目指南3、“第三代半导体中压电-电/光耦合新效应、材料与器件研究”重大项目指南4、“干热岩地热资源开采机理与方法”重大项目指南5、“瞬态折展变形机构设计理论与关键技术基础”重大项目指南6、“规模化多能协同存储与能质调控”重大项目指南7、“高压电缆聚烯烃绝缘性能强化”重大项目指南8、“重大基础设施服役安全智能诊断”重大项目指南9、“梯级水电枢纽群巨灾风险评估与防控”重大项目指南10、“城市污水资源化与安全利用”重大项目指南11、“极地环境载荷及其与海洋结构物的耦合特性”重大项目指南12、“内禀功能耦合MA2Z4材料”重大项目指南12个重大项目指南关键内容如下：“基于能量耗散的金属基复合材料强-韧性关联重构”重大项目指南一、科学目标针对构型化复合面临的强韧化机理不清、设计调控难等瓶颈问题，研究能量耗散及变形非局域化的新原理和新技术，阐明复合构型的能量耗散机理，提出力学性能和使役行为的能量学判据，建立复合构型跨尺度设计准则，突破强-韧性倒置关系并实现关联重构，为制备高强韧金属基复合材料奠定理论基础。二、研究内容（一）金属基复合材料强-韧性关联的能耗机理。研究复合结构基元和界面的能量耗散行为，探究能耗方式对变形、断裂等力学行为的影响规律，揭示复合构型能量耗散的新机理，构建“复合构型-能量耗散-力学性能”的构效关系。（二）构型化金属基复合材料跨尺度设计原理。构建能量守恒与构型化复合相结合的跨尺度力学拟实模型，研究复合构型对能量-应力-应变的分配规律和影响机制，提出相对应的能量学判据，指导高强韧金属基复合材料的反向设计。（三）金属基复合材料构型化复合制备技术。发展跨尺度、精准调控复合构型的制备新技术，研究多相多尺度复合结构基元之间的限域作用规律，揭示复合构型和界面的形成与演化机制，实现高强韧金属基复合材料的可控制备。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“基于能量耗散的金属基复合材料强-韧性关联重构”，申请代码1选择E0105。（二）咨询电话：010-62327144。 “高频高效电机用新型非晶软磁材料”重大项目指南一、科学目标以高频高效电机铁芯为应用导向，研发出兼具高非晶形成能力、高饱和磁感强度和低磁致伸缩系数的新一代软磁非晶合金材料，形成软磁非晶材料高效研发的新技术，获得非晶铁芯低成本加工成型新工艺，突破非晶铁芯制造难题，为高频高效非晶电机在高端装备中的广泛应用提供科学依据和技术支撑。二、研究内容（一）软磁非晶合金的形成机理及其性能调控规律。研究软磁非晶合金形成过程中熔体结构的演化规律，揭示软磁非晶合金的形成机理；探明软磁非晶合金的微观结构和宏观磁性能、力学性能的关联性及其调控规律。（二）新型高性能软磁非晶合金的高效开发技术。建立软磁非晶合金的高效制备和集成化性能表征的新方法，获得兼具高非晶形成能力、高饱和磁感强度（1.8T以上）和低磁致伸缩系数的新一代软磁非晶合金。（三）新型软磁非晶合金的加工性能优化。探明非晶铁芯加工过程中结构和力学性能的演化规律，发展非晶合金塑性调控的新方法，探索软磁非晶铁芯塑性加工的新工艺，实现非晶铁芯的低成本和高效率加工。（四）基于新型软磁非晶合金的高频高效电机开发。发展高速非晶电机的损耗精细计算、分离理论及效率准确测试的方法和关键技术，优化非晶铁芯和高频高效非晶电机的结构，研制新一代高频高效非晶电机示范性样机。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“高频高效电机用非晶软磁材料基础问题研究”，申请代码1选择E0106。（二）咨询电话：010-62327144。 “第三代半导体中压电-电/光耦合新效应、材料与器件研究”重大项目指南 一、科学目标针对第三代半导体器件中压电极化制约大功率晶体管和发光二极管性能的瓶颈问题，研究压电-电/光多场耦合新效应，建立三维精准局域应力调控的新方法，为实现大功率晶体管和发光二极管性能的变革性突破提供理论和技术支撑。二、研究内容（一）压电-电/光耦合新效应。研究第三代半导体异质结处载流子的产生、分离、弛豫、复合的超快过程及其与压电-电/光多场耦合的关联，从原子层面揭示压电-电/光多场耦合新效应，构建完整的理论体系。（二）第三代半导体材料的精准构筑、应力固化与性能调控。精准构筑低维第三代半导体材料，揭示材料组分、微结构、缺陷行为与压电-电/光特性的内在关联；研究第三代半导体中应力固化的新机制，发展原子级三维应力调控和外延应力固化的新方法。（三）压电-电耦合增强的大功率晶体管的研制与应用。研究第三代半导体压电-电耦合器件新设计方法，发展压电异质结生长、器件构筑和应力调控等关键技术；面向雷达、通讯领域的需求，研制突破当前功率瓶颈的大功率晶体管。（四）压电-光耦合调制的发光二极管的研制与应用。研究第三代半导体大失配外延引入的压电场对光电器件性能的影响及作用机制，开拓压电-光耦合大幅提高光电转换量子效率的新方案，开发高能效的发光二极管，推动照明领域的节能减排。三、申请要求(一) 申请书的附注说明选择“第三代半导体中压电-电/光耦合新效应、材料与器件研究”，申请代码1选择E0207。(二) 咨询电话：010-62328234。“干热岩地热资源开采机理与方法”重大项目指南一、科学目标针对干热岩地热开采面临的钻井完井难、压裂造缝难、流动取热难等瓶颈问题，研究高效建井、造储与采热的新原理与新技术，揭示高温储层动态力学响应机制及缝网连通机理，阐明注采井干扰下地应力场演化规律，建立多场时空演化下强化取热与调控方法，为形成干热岩地热高效开发技术奠定理论基础。二、研究内容（一）高温储层岩体物理力学变化规律与表征方法。研究高温下干热岩天然裂缝形态、渗透率等物理、力学特性的演变规律；建立非连续性岩体孔隙/裂隙精细化表征方法和本构表征模型。（二）高温岩石动态损伤机理与高效破碎方法。研究高温环境钻头在轴-扭耦合冲击下的力学动态响应特征，及其与干热岩的作用机理；评价高温岩石的可钻性，并建立高温固井和提高井眼清洁度新方法。（三）高温岩体复杂缝网造储理论与技术。研究高温岩体地应力场、温度场重构特征，揭示天然裂缝对人工裂缝扩展干扰的作用机制，阐明多场耦合作用下缝网起裂、演化、渗流的影响规律，形成干热岩压裂造储理论与方法。（四）复杂缝网内取热工质渗流与传热规律。研究不同工质在干热岩储层缝网内的渗流特征、传质传热规律、水化/溶蚀反应特征，及其对缝网渗流场的影响规律，厘清注入流体参数对采出流体温度-压力-相态等的作用机制。（五）开采过程多场时空演变规律与流动调控方法。进行地质建模，构建宏观尺度的数字化“透明”干热岩体，研究多场耦合下地应力场、缝网形态、渗流场、温度场等时空演变规律，建立取热效率和干热岩开采寿命预测模型。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“干热岩地热资源开采机理与方法”，申请代码1选择E0401。（二）咨询电话：010-62327136。“瞬态折展变形机构设计理论与关键技术基础”重大项目指南一、科学目标针对瞬态折展变形机构创成、机构-结构协同变形、与服役环境强耦合等理论问题，研究瞬态机构创成新原理与机构-结构多构态协同变形新机制，揭示机构-结构-环境交互作用机理，突破瞬态折展变形机构与服役环境融合设计及验证的新技术，构建瞬态机构-变形结构-环境融合的机构学理论与技术新体系。二、研究内容（一）瞬态可重复折展变形机构创成原理。研究多构态折展变形机构创成原理及构态间重复变换与锁定机制，阐明机构瞬态响应效应与损伤失效机理，发展瞬态机构高效驱动与“型-性-度”一体化设计方法。（二）机构-结构刚柔复合系统连续光滑协同变形机制。建立变形结构宏-细-微多尺度力学模型，揭示机构多构态运动与结构大变形全域协调机理，发展连续光滑大变形与承载功能一体化的机构-结构复合系统设计新理论与方法。（三）瞬态机构-结构复合系统与多场环境耦合作用机理。研究力-热-噪等多场环境下瞬态机构-结构复合系统动力学建模方法，揭示瞬态机构-变形结构-复杂环境耦合作用机理，阐明瞬态系统驱动模式与瞬变流场的力-热-噪-变形相互适应机制。（四）瞬态折展变形机构与服役环境融合设计及验证方法。研究瞬态机构-变形结构-复杂环境融合设计新方法，发展极端环境下瞬态折展变形机构服役性能评价方法与模拟试验测试新技术，对机构服役性能进行预示、反演和验证。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“瞬态折展变形机构设计理论与关键技术基础”，申请代码1选择E0501。（二）咨询电话：010-62327084。“规模化多能协同存储与能质调控”重大项目指南一、科学目标针对规模化多能存储面临储电安全管控、储热传递强化与调控、电制燃料热-电协同等瓶颈问题，研究基于热物理/热化学储能、电化学储能及电-燃料转化储能的多能协同存储新原理与新技术，揭示电/热/化学多能协同转换存储与能质调控机制，构建可再生能源规模化多能协同存储的理论和技术体系。二、研究内容（一）大容量电能存储与安全管控。研究大容量电能存储中储能电池多参数耦合在线状态诊断、故障预警及安全管控，发展化学电池本质安全理论和再生修复新技术，探索规模化电能物理转换与协同存储新方法。 （二）高功率密度热物理储能。研究高功率密度热物理储能的传热传质强化与智能管控，建立储热材料-装置的多相多尺度传热传质耦合模型，发展高导热储热材料及规模化高功率密度储热装置的热设计新方法。（三）高能量/功率密度热化学储能。研究高能量/功率密度热化学储能及能质调控新原理，揭示热化学储热材料传热传质强化与活性维持机理，提出规模化高密度热化学储能能质传输与化学反应耦合协同强化新方法。（四）高效率/能量密度电化学燃料储能。研究规模化电化学燃料储能的“可再生能源-电能-热能-燃料”有序对口转化，揭示电化学-热物理耦合转换过程中热/质/电/离子传递规律，形成热-电协同制取化学燃料的新技术。（五）规模化多能协同存储与能质调控。研究规模化多能协同存储的能量传递、存储及调控，构建 “源-储-荷”耦合匹配的多能协同存储与能质调控新理论，形成基于电网/热网/气网融合的多能协同存储和输配新方案。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“规模化多能协同存储与能质调控”，申请代码1选择E0607。（二）咨询电话：010-62327131“高压电缆聚烯烃绝缘性能强化”重大项目指南一、科学目标针对高压电缆聚烯烃绝缘的强绝缘、高可靠、长寿命的瓶颈技术问题，从解耦电荷、电场与微观结构/宏观界面之间的多尺度复杂关联着手，研究高压电缆聚烯烃绝缘电荷输运抑制，高压电缆聚烯烃绝缘电场调控，高压电缆聚烯烃绝缘耐电寿命提升，为解决高压电缆国家重大需求提供理论支撑。二、研究内容（一）高压电缆聚烯烃绝缘电荷输运抑制理论与方法。研究聚烯烃绝缘多级结构和杂质（缺陷）对电荷输运的影响机制及其调控。（二）高压电缆聚烯烃绝缘交流电场调控理论和方法。研究聚烯烃交流绝缘的宏观/介观界面设计、交流电场-热场耦合机制与设计、交流电场调控理论与方法。（三）高压电缆聚烯烃绝缘直流电场调控理论和方法。研究聚烯烃直流绝缘的宏观/介观界面设计、直流电场-空间电荷-热场耦合机制与设计、电场-空间电荷调控理论与方法。（四）高压电缆聚烯烃交流绝缘耐电寿命提升。研究聚烯烃电缆绝缘状态原位表征识别、多级结构与界面协同减缓聚烯烃绝缘交流电老化机制、聚烯烃交流绝缘剩余寿命理论。（五）高压电缆聚烯烃直流绝缘耐电寿命提升。研究聚烯烃绝缘直流电热老化机制、空间电荷和热场调控协同减缓聚烯烃绝缘直流电老化机制、聚烯烃直流绝缘剩余寿命理论。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“高压电缆聚烯烃绝缘性能强化”，申请代码1选择E0702。（二）电话：010-6232830。“重大基础设施服役安全智能诊断”重大项目指南一、科学目标针对服役性态感知识别不完备、安全风险预警不及时、性能演化和寿命预测不精准等瓶颈问题，研究重大基础设施结构服役安全智能诊断的基础理论和关键技术，突破结构服役性态多元感知与智能识别、服役性能多维评价和时变演化预测等基础科学问题，为构建重大基础设施服役安全智能诊断新方法奠定理论基础。二、研究内容（一）重大基础设施结构服役安全智能诊断多维表征性态指标及其体系。利用深度学习等智能方法，解析结构服役性能与性态指标的偶联机理，确定智能诊断服役性能关键表征性态指标，建立材料-构件-连接-结构的服役性能多维表征性态指标及其体系。（二）重大基础设施结构服役性态多元感知与智能识别。研究服役性态多元智能感知新技术，建立数字信号诊断信息的高效提取理论和识别方法；研究缺陷损伤识别的深度神经网络结构，挖掘关键识别特征，提出典型缺陷损伤的智能识别方法。（三）重大基础设施结构服役性能智能评价理论与方法。研究数据-物理耦合驱动的结构服役性能与多维表征性态指标映射机理的解析方法，建立基于关键表征指标体系的结构服役性能智能评价理论，提出结构服役安全高效智能量化评价方法。（四）重大基础设施结构服役性能演化机理与寿命预测方法。解析和挖掘结构服役性能与关键表征性态指标的全寿期时变演化机理，考虑可靠度水准、荷载与作用、服役环境、材料物理与化学等特征，建立基于深度学习的结构服役寿命预测方法。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“重大基础设施服役安全智能诊断”，申请代码1选择E0806。（二）咨询电话：010-62328359“梯级水电枢纽群巨灾风险评估与防控”重大项目指南一、科学目标针对梯级水电枢纽群区域地震活跃、地质灾害高发、高水头大流量、地震-地质-洪水灾害连锁效应等特点，探明极端荷载发生与作用的时空特性，建立溃坝及洪水演进数值模拟方法，揭示枢纽群灾害链形成和演化机制，提出枢纽群巨灾风险评估与防控理论，为梯级水电枢纽群安全保障提供科学支撑。二、研究内容（一）区域尺度巨灾因子识别与表征。研究强震、巨型滑坡、特大洪水等极端自然灾害事件的数值仿真方法，揭示极端荷载时空分布特性，建立区域尺度的巨灾因子识别方法，提出潜在灾害源表征指标体系。（二）水电枢纽系统的潜在失效模式与灾变机理。研究极端荷载作用机制，揭示枢纽系统的功能失效机制、潜在破坏模式与灾变机理，提出水电枢纽系统的溃坝致灾判别方法与评价指标体系。（三）梯级水电枢纽群灾害链的形成与演化机制。研究梯级水电枢纽群超标洪水的演进过程，灾害形成机制与链式放大效应，建立枢纽群灾害链数值模拟方法，揭示灾害链演化机制，建立梯级水电枢纽群灾害链形成条件判别的指标体系。（四）巨灾风险评估与减灾方法。研究梯级水电枢纽群的巨灾损失估算模型，建立巨灾风险分析方法与安全管理原则，提出梯级水电枢纽群巨灾风险评估与防控方法。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“梯级水电枢纽群巨灾风险评估与防控”，申请代码1选择E0906。（二）咨询电话：010-62328362。“城市污水资源化与安全利用”重大项目指南一、科学目标针对城市污水资源化过程中由病原微生物、有毒化学品残留导致的生态健康风险、由水质复杂而导致的高能耗高药耗等瓶颈问题，研究水质安全与减碳降耗的污水再生新原理和新技术，突破关键污染物定向转化与无害化新方法，构建适应我国污水特征和资源化需求的污水再生与安全利用理论和技术体系。二、研究内容（一）污水资源化关键毒害因子识别与风险评估。研究污水资源化利用过程中的潜在系统风险，建立水中关键风险物质高通量筛查及快速检测新技术，发展基于不同污水再生利用途径和暴露终点的生态健康风险评估新方法。（二）污水中病原微生物健康风险控制理论和技术。研究污水再生与利用过程中病原微生物与消杀副产物的作用关系，阐明病原微生物及消毒副产物的协同转化与调控机制，发展保障污水资源化生物与化学安全的新理论、新技术。（三）污水中有毒化学污染物的迁移转化与无害化机制。研究城市污水资源化过程中关键化学物质的迁移、转化及毒性变化规律，突破污水中微量有毒化学污染物的高效削减新原理，发展高风险污染物的解毒减害理论与技术。（四）污水碳氮磷协同转化新技术原理。研究水质风险防控与高值资源回收过程，阐明污水中物质转化、能量代谢机制，突破污染物定向回收新技术，建立集资源绿色回收与安全利用为一体的污水资源化原理方法体系。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“城市污水资源化与安全利用”，申请代码1选择E1002。（二）咨询电话：010-62327092“极地环境载荷及其与海洋结构物的耦合特性”重大项目指南一、科学目标针对海冰力学行为的跨尺度递进关系、冰与波流的动态耦合机理、冰与结构物的能量互馈机制等科学问题及相关联的水面重型破冰船和水下战略航行体破冰能力预报技术问题，研究极地环境载荷及其与海洋结构物的耦合特性，提出水面和水下两大重要装备破冰能力精确预报新方法，构建我国极地装备研发设计的关键理论和核心技术。二、研究内容（一）海冰力学行为的跨尺度演变规律。主要研究海冰在晶体、亚米、工程等不同尺度上的力学行为、揭示海冰力学行为随尺度的变化规律与内在机制、建立能够解释海冰力学行为的多尺度分析理论和协调尺度差异的本构关系。（二）极区风、浪、流与海冰相互作用机理。主要研究冰水混合区浪流传播的能量衰减理论、冰水混合区多冰块动态耦合机理、风浪流作用下的海冰破碎与漂移堆积机制。(三) 结构与海冰的相互作用与能量互馈机制。主要研究海冰分布及海冰与结构碰撞过程的随机性表征、结构与海冰之间的能量互馈机制、海冰破坏演化规律的建模与重构。（四）重型破冰船破冰能力预报方法。主要研究重型破冰船艏向、艉向、旋回三种破冰模式下冰-水-船-桨相互作用的破冰过程与碎冰运动、破冰载荷与船体结构响应特性、破冰能力预报方法。（五）水下航行体垂直破冰能力预报方法。主要研究水下航行体准静态向上和高速向上两种破冰场景下的近冰面效应与航行特性、垂直破冰载荷与航行体结构响应特性、垂直破冰能力预报方法。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“极地环境载荷及其与海洋结构物的耦合特性”，申请代码1选择E11。（二）咨询电话：010-62327137。“内禀功能耦合MA2Z4材料”重大项目指南一、科学目标针对传统材料中一些独特但矛盾的功能特性难以耦合或耦合效应弱的重大难题，建立内禀功能耦合MA2Z4材料的设计原理，发展制备理论和方法，革新材料创制范式，揭示功能结构单元耦合诱导的新物性和新效应，并开发新应用，为电子信息和可再生能源技术的发展奠定理论和技术基础。二、研究内容（一）MA2Z4材料的设计与性能预测。高通量计算与预测MA2Z4材料及其电学、磁学、光学、声学和超导等基本物性，阐明其功能单元耦合对MA2Z4物理性质的调控规律，实现内禀功能耦合特性目标导向的MA2Z4材料设计。（二）MA2Z4材料的制备理论与方法。开展MA2Z4材料的制备方法和生长机制研究，阐明其功能单元的结构特征，研究其生长热力学和动力学行为，建立MA2Z4材料的制备理论和方法，实现高质量材料的控制制备。（三）MA2Z4材料的物理性质与新效应。开展MA2Z4材料中磁性、超导、拓扑等性质的实验研究，阐明MA2Z4材料中多种内禀功能物态的耦合机制，并揭示多种内禀功能物态强耦合下MA2Z4材料中的新物性与新效应。（四）MA2Z4材料在新原理器件与新能源中的应用探索。 针对MA2Z4材料的独特性能，研究新原理器件的构建和新能源的高效转化，阐明内禀功能耦合MA2Z4材料在电子信息和可再生能源领域的作用机制及应用优势。三、申请要求（一）申请书的附注说明选择“内禀功能耦合MA2Z4材料”，申请代码1选择E13。（二）咨询电话：010-62327138。

16日，记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，由中国科学院牵头负责的空间应用系统近日随天舟五号货运飞船上行了一批空间站舱内外科学实验载荷、实验单元及样品、支持类设备、备品备件等应用物资。其中空间冷原子干涉仪将基于天和核心舱高微重力科学实验柜，开展空间冷原子干涉等效原理验证实验。空间冷原子干涉仪是高精度加速度与转动的测量仪器，可服务于高精度重力测量和前沿科学问题探索研究。变重力沸腾实验装置将基于问天实验舱变重力科学实验柜，开展宽域（0—2g）、稳定、长时间的不同重力条件下池沸腾传热特性与气泡动力学行为研究，揭示重力对沸腾传热特性的影响机制，服务天地不同重力环境热能高效利用。变重力颗粒振动实验装置将基于问天实验舱变重力科学实验柜，开展不同重力条件下从静态松堆积到滑坡流变规律、三维密集颗粒物质中埋置物的运动行为等研究，可为空间不同重力场下颗粒物质操作、地面地质灾害防治和工程建设等应用提供理论指导。细胞实验单元上行生保支持装置用于支持细胞实验样品上行，将基于问天实验舱生物技术实验柜开展人骨髓间充质干细胞骨向诱导分化实验及小鼠成肌细胞自噬诱导分化实验。