纖維高效空氣過(guò)濾器的內部結構可視化的研究-掃描電鏡成像

為了得到有關(guān)高效空氣過(guò)濾器介質(zhì)局部結構的真實(shí)信息，掃描電鏡成像（Scanning Electron Microscopy,SEM）以能對材料的序列斷面進(jìn)行成像研究而得到廣泛應用。掃描電鏡濃縮了電子光學(xué)技術(shù)、真空技術(shù)、精細機械結構以及現代計算機控制技術(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(guò)多級電磁透鏡匯集成細小的電子束。在試樣表面進(jìn)行掃描，激發(fā)出各種信息，通過(guò)對這些信息的接收、放大和顯示成像，以便對試樣表面進(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(lèi)。這些信息的二維強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) ，是將各種探測器收集到的信息按順序、成比率地轉換成視頻信號，再傳送到同步掃描的顯像管并調制其亮度，可以得到一個(gè)反應試樣表面狀況的掃描圖. 如果將探測器接收到的信號進(jìn)行數字化處理即轉變成數字信號，就可以由計算機做進(jìn)一步的處理和存儲。

KLCFILTER通過(guò)對隨機結構的纖維高效空氣過(guò)濾器的氣-固兩相流場(chǎng)進(jìn)行了數值模擬，其中對顆粒相的處理采用了商業(yè)軟件Fluent 中離散顆粒模型，隨機結構由掃描電鏡（SEM）技術(shù)來(lái)確定。但是利用SEM 技術(shù)對過(guò)濾器內部結構進(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技術(shù)用在高效空氣過(guò)濾器領(lǐng)域并不合適，即：為了對內部結構進(jìn)行掃描，過(guò)濾器介質(zhì)必須被分割成許多塊，這樣必然會(huì )破壞過(guò)濾器內部結構，從而影響模型結構的真實(shí)性；其次，SEM 技術(shù)的分辨率也不能達到過(guò)濾器介質(zhì)的測試要求，而且所處理樣本的尺寸也會(huì )受到限制。

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