自动粒子分析简介

研究人员如何可靠地分析单个样本中的许多单个粒子，这些样本的大小、形状和元素组成可能从1000到100万不等？

当不是所有粒子都有相同的组成时，要回答关于粒子群的问题并不容易。当需要从成百上千的单个粒子中获取信息来建立一个完整的图像时，这就更具挑战性了。

电子显微镜（SEM）的自动化和高分辨率的x射线能谱分析（SEM）技术相结合，能很好地解决粒子群分析的问题。

它可以解决常见问题，如：

样品中的颗粒是什么类型的？

粒子的化学成分是什么？

这种粉末混合物的粒度分布是什么？

如何进行自动粒子分析？

微粒可能是产品中不需要的一部分，也可能是必不可少的组成部分。正确的样品制备对于获得最佳结果至关重要，不仅在自动颗粒分析中，而且在任何实验中都是如此。

它们必须制备成具有最小团聚或接触颗粒的颗粒分散体。它们还应包括足够高的颗粒密度，以提供较大比例的颗粒用于分析。

为了使图像分析算法能够区分背景和粒子，获取的图像必须显示出背景和粒子之间的足够对比度。

在这个意义上，粒子是一组接触的或连续的像素，所有这些像素都比用于定义周围背景像素的阈值亮度亮。

颗粒的识别由SEM/EDS软件中的分析系统进行。它保存每个粒子的位置并确定其二维大小和形状参数。参数可能包括最大、最小和平均直径、周长和纵横比。

一旦视野中的每一个粒子都被研究过并保存了它的尺寸，显微镜就会移动到一个新的视野中，重复这个过程，直到对一组粒子进行了分析，或者对预定数量的视野进行了研究。

然后将结果制成表格，对颗粒大小和形状进行全面评估，它也可以根据需要的信息进行定制。

自动粒子分析的应用

自动颗粒分析可用于寻找混合物中的稀有矿物，将颗粒大小和形状与成分关联起来，无偏倚地描述颗粒群。也可用于：

刑事取证，如枪弹残留物分析

药物成分的粒度分布

清洁度（夹杂物分析）

环境研究，如空气中颗粒物的来源确定

清洁度和污染

磨屑或磨粒分析

纳米颗粒表征

例如，该技术可用于描述药物生产过程中原料中的污染物。

对原料进行溶解和过滤，并对不溶性微粒进行分析。然后就可以用它们的组成、大小和形状来描述这些粒子。这有助于识别与原材料生产过程中特定步骤相关的颗粒，以确定污染物是从何处引入的。

它也可用于确定发动机中收集的磨损碎屑。发动机中使用了三种不同的铁镍铬耐蚀合金。

过滤器上收集的磨损颗粒可通过自动颗粒分析（特别是EDS）进行研究。结果可用于改变发动机部件的设计和材料规格，以减少磨损并提高发动机寿命。

这项技术还具有多种环境应用。其中一个例子是分析空气中收集的钨颗粒，这些钨颗粒与可疑污染源相距数米。

在一些样本中，每千分之几的钨颗粒可能只有少量，但这项技术对于识别污染以及污染可能传播的距离至关重要。

自动颗粒分析允许在数小时内对数以万计的颗粒进行尺寸和形状特征分析，操作员参与最少，不包括初始设备设置和样品制备。