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自動粒子分析簡介

研究人員如何可靠地分析單個樣本中的許多單個粒子，這些樣本的大小、形狀和元素組成可能從1000到100萬不等？

當不是所有粒子都有相同的組成時，要回答關于粒子群的問題并不容易。當需要從成百上千的單個粒子中獲取信息來建立一個完整的圖像時，這就更具挑戰性了。

電子顯微鏡（SEM）的自動化和高分辨率的x射線能譜分析（SEM）技術相結合，能很好地解決粒子群分析的問題。

它可以解決常見問題，如：

樣品中的顆粒是什么類型的？

粒子的化學成分是什么？

這種粉末混合物的粒度分布是什么？

如何進行自動粒子分析？

微粒可能是產品中不需要的一部分，也可能是必不可少的組成部分。正確的樣品制備對于獲得最佳結果至關重要，不僅在自動顆粒分析中，而且在任何實驗中都是如此。

它們必須制備成具有最小團聚或接觸顆粒的顆粒分散體。它們還應包括足夠高的顆粒密度，以提供較大比例的顆粒用于分析。

為了使圖像分析算法能夠區分背景和粒子，獲取的圖像必須顯示出背景和粒子之間的足夠對比度。

在這個意義上，粒子是一組接觸的或連續的像素，所有這些像素都比用于定義周圍背景像素的閾值亮度亮。

顆粒的識別由SEM/EDS軟件中的分析系統進行。它保存每個粒子的位置并確定其二維大小和形狀參數。參數可能包括最大、最小和平均直徑、周長和縱橫比。

一旦視野中的每一個粒子都被研究過并保存了它的尺寸，顯微鏡就會移動到一個新的視野中，重復這個過程，直到對一組粒子進行了分析，或者對預定數量的視野進行了研究。

然后將結果制成表格，對顆粒大小和形狀進行全面評估，它也可以根據需要的信息進行定制。

自動粒子分析的應用

自動顆粒分析可用于尋找混合物中的稀有礦物，將顆粒大小和形狀與成分關聯起來，無偏倚地描述顆粒群。也可用于：

刑事取證，如槍彈殘留物分析

藥物成分的粒度分布

清潔度（夾雜物分析）

環境研究，如空氣中顆粒物的來源確定

清潔度和污染

磨屑或磨粒分析

納米顆粒表征

例如，該技術可用于描述藥物生產過程中原料中的污染物。

對原料進行溶解和過濾，并對不溶性微粒進行分析。然后就可以用它們的組成、大小和形狀來描述這些粒子。這有助于識別與原材料生產過程中特定步驟相關的顆粒，以確定污染物是從何處引入的。

它也可用于確定發動機中收集的磨損碎屑。發動機中使用了三種不同的鐵鎳鉻耐蝕合金。

過濾器上收集的磨損顆粒可通過自動顆粒分析（特別是EDS）進行研究。結果可用于改變發動機部件的設計和材料規格，以減少磨損并提高發動機壽命。

這項技術還具有多種環境應用。其中一個例子是分析空氣中收集的鎢顆粒，這些鎢顆粒與可疑污染源相距數米。

在一些樣本中，每千分之幾的鎢顆粒可能只有少量，但這項技術對于識別污染以及污染可能傳播的距離至關重要。

自動顆粒分析允許在數小時內對數以萬計的顆粒進行尺寸和形狀特征分析，操作員參與最少，不包括初始設備設置和樣品制備。