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纖維高效空氣過濾器的內部結構可視化的研究-掃描電鏡成像

為了得到有關高效空氣過濾器介質局部結構的真實信息，掃描電鏡成像（Scanning Electron Microscopy,SEM）以能對材料的序列斷面進行成像研究而得到廣泛應用。掃描電鏡濃縮了電子光學技術、真空技術、精細機械結構以及現代計算機控制技術。掃描電鏡是在加速高壓作用下將電子槍發射的電子經過多級電磁透鏡匯集成細小的電子束。在試樣表面進行掃描，激發出各種信息，通過對這些信息的接收、放大和顯示成像，以便對試樣表面進行分析。入射電子與試樣相互作用產生不同的信息種類。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行數字化處理即轉變成數字信號，就可以由計算機做進一步的處理和存儲。

KLCFILTER通過對隨機結構的纖維高效空氣過濾器的氣-固兩相流場進行了數值模擬，其中對顆粒相的處理采用了商業軟件Fluent 中離散顆粒模型，隨機結構由掃描電鏡（SEM）技術來確定。但是利用SEM 技術對過濾器內部結構進行處理會存在兩方面缺陷：首先SEM 方法本身的局限性使得該項技術用在高效空氣過濾器領域并不合適，即：為了對內部結構進行掃描，過濾器介質必須被分割成許多塊，這樣必然會破壞過濾器內部結構，從而影響模型結構的真實性；其次，SEM 技術的分辨率也不能達到過濾器介質的測試要求，而且所處理樣本的尺寸也會受到限制。

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