本報告介紹了使用光學顯微鏡對零部件的清潔度進行顆粒計數(shù)和分析的方法。顆粒計數(shù)和分析對汽車和電子行業(yè)的質(zhì)量保證非常重要,。顆粒污染可能會導致零部件退化或失效,。清潔度分析能快速確定顆粒的大小、類型以及造成損壞的概率,。對于更高級的分析(如確定顆粒成分),,則可以使用光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜(LIBS)。
引言
顆粒污染會嚴重影響汽車零部件和電子元件的性能和壽命[1-3],。如果關(guān)鍵部件受到重度污染,,車輛或設備系統(tǒng)就會出現(xiàn)重大故障。因此,,在質(zhì)量保證方面,,清潔度對現(xiàn)代制造和生產(chǎn)至關(guān)重要[1-3]。
汽車零部件的清潔度顆粒分析發(fā)生在清洗零部件和通過過濾清洗液提取顆粒之后[1,2],。分析項目包括確定顆粒的尺寸和材料特性,,同時進行顆粒計數(shù)。
以下各節(jié)將詳細介紹用于顆粒計數(shù)和分析的光學顯微鏡方法,。
分析濾膜濾膜上的顆粒
分析濾膜上的顆粒時,,可選的技術(shù)方法很多,如光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM),,具體取決于顆粒尺寸和材料特性,。光學顯微鏡無疑是常用的顆粒分析方法。這種方法的成本很低,,而且可以自動進行,,因此有助于提高分析效率,即確定顆粒的數(shù)量,、大小和其他特定屬性(參考圖1),。
圖1: 用光學顯微鏡對濾膜上的顆粒進行成像,然后進行分析,。
顆粒尺寸
顆??筛鶕?jù)尺寸(即長、寬,、高)和材料特性(如金屬,、陶瓷或有機物)分為多種類別。光學顯微鏡可通過聚焦于濾膜的背景,,然后聚焦于顆粒的頂部,,從而測得顆粒的高度。大多數(shù)顆粒均為不規(guī)則,、非圓形的形狀,,因此長度可確定為接觸顆粒邊界的2條平行線之間的最大距離,,又稱為最大費雷特直徑[2,4](參考圖2)。顆粒寬度是指接觸顆粒外部邊界的2條平行線之間的最小距離,,又稱為最小費雷特直徑[2,4],。
圖2: 濾膜上的顆粒圖像。顆粒為不規(guī)則形狀,。紅線表示標記的兩個顆粒的最大費雷特直徑,,綠線表示最小費雷特直徑。
顆粒成分
由金屬或陶瓷組成的顆粒都質(zhì)地堅硬,,可以研磨,;而由塑料和其他有機材料組成的顆粒則質(zhì)地柔軟,研磨性欠佳,。配有激光誘導擊穿光譜(LIBS)的光學顯微鏡可用于快速,、準確地測定顆粒成分[3](參考圖3)。其他方法(如掃描電子顯微鏡(SEM)+能量色散X射線譜儀(EDS/EDX))的速度則較慢且用時更久,。與SEM/EDS/EDX相比,,LIBS能更快地確定顆粒成分,從而更有效地找出顆粒污染的來源[3],。
圖3: 經(jīng)LIBS分析的濾膜上的鋼質(zhì)顆粒的圖像,。
顆粒危害的潛在風險
顆粒損害零部件的風險高低與產(chǎn)品和行業(yè)有關(guān)。在汽車行業(yè)中,,大尺寸硬質(zhì)顆粒(如金屬和陶瓷)的研磨性和磨蝕性較高,,因此比纖長、柔軟的塑料纖維更易造成損害,。而在電子工業(yè)中,,顆粒(通常是金屬顆粒)的導電性會非常高,,尺寸超過200μm的顆粒容易導致電路板短路,。
顆粒分析解決方案
用戶可以采用基于光學顯微鏡的清潔度分析解決方案,高效,、準確地進行顆粒計數(shù)和分析,。綜合利用光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜(LIBS)的二合一材料分析解決方案先對濾膜上的顆粒進行目測,然后用LIBS進行化學分析,,從而能讓工作流程更加高效,、無縫銜接。
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