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纖維高效空氣過濾器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可視化的研究-掃描電鏡成像

為了得到有關(guān)高效空氣過濾器介質(zhì)局部結(jié)構(gòu)的真實(shí)信息，掃描電鏡成像（Scanning Electron Microscopy,SEM）以能對(duì)材料的序列斷面進(jìn)行成像研究而得到廣泛應(yīng)用。掃描電鏡濃縮了電子光學(xué)技術(shù)、真空技術(shù)、精細(xì)機(jī)械結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。掃描電鏡是在加速高壓作用下將電子槍發(fā)射的電子經(jīng)過多級(jí)電磁透鏡匯集成細(xì)小的電子束。在試樣表面進(jìn)行掃描，激發(fā)出各種信息，通過對(duì)這些信息的接收、放大和顯示成像，以便對(duì)試樣表面進(jìn)行分析。入射電子與試樣相互作用產(chǎn)生不同的信息種類。這些信息的二維強(qiáng)度分布隨試樣表面的特征而變(這些特征有表面形貌、成分、晶體取向、電磁特性等) ，是將各種探測(cè)器收集到的信息按順序、成比率地轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，再傳送到同步掃描的顯像管并調(diào)制其亮度，可以得到一個(gè)反應(yīng)試樣表面狀況的掃描圖. 如果將探測(cè)器接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理即轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，就可以由計(jì)算機(jī)做進(jìn)一步的處理和存儲(chǔ)。

KLCFILTER通過對(duì)隨機(jī)結(jié)構(gòu)的纖維高效空氣過濾器的氣-固兩相流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，其中對(duì)顆粒相的處理采用了商業(yè)軟件Fluent 中離散顆粒模型，隨機(jī)結(jié)構(gòu)由掃描電鏡（SEM）技術(shù)來確定。但是利用SEM 技術(shù)對(duì)過濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理會(huì)存在兩方面缺陷：首先SEM 方法本身的局限性使得該項(xiàng)技術(shù)用在高效空氣過濾器領(lǐng)域并不合適，即：為了對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，過濾器介質(zhì)必須被分割成許多塊，這樣必然會(huì)破壞過濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而影響模型結(jié)構(gòu)的真實(shí)性；其次，SEM 技術(shù)的分辨率也不能達(dá)到過濾器介質(zhì)的測(cè)試要求，而且所處理樣本的尺寸也會(huì)受到限制。

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