—— Dr. Richard
 

Aspex 的起源可以追溯到 1992 年（前身為 RJ Lee Group, Inc. 的一個(gè)部門），當(dāng)時(shí)開發(fā)人員意識(shí)到常規(guī)掃描電子顯微鏡（SEM）的局限性，并推出了“personal”的 SEM（PSEM）。此時(shí)正值美國(guó) 20 世紀(jì) 90 年代的“質(zhì)量革命”，工業(yè)界越來(lái)越重視材料表征。從那時(shí)起，Aspex 被持續(xù)開發(fā)以用于工業(yè)中質(zhì)量和過程控制的 SEM。
 

與美國(guó)能源部合作的項(xiàng)目書

1992 年 Aspex（鎢燈絲）

RJ Lee Group 通過結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、X 射線分析儀 (EDS) 和智能軟件創(chuàng)建了 CCSEM（計(jì)算機(jī)控制的掃描電子顯微鏡）。與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)合作，并在美國(guó)能源部的資助下，開發(fā)了一種自動(dòng)化鋼鐵清潔度分析工具 -- ASCAT。該顯微鏡能夠在不到一小時(shí)的時(shí)間內(nèi)采集金屬樣品并分析夾雜物達(dá)數(shù)百個(gè)。此外，此工具可以廣泛應(yīng)用于汽車清潔度分析、鋰電清潔度分析以及槍擊殘留物分析。
 

 

時(shí)至今日，隨著各行業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，鋼鐵、汽車、鋰電的制造商必須能夠?qū)a(chǎn)品的清潔度控制到微米級(jí)別的范圍。制造商定義污染物是比較簡(jiǎn)單的，和最終總成、零部件或流體等不是一體的顆?；蛩槠伎梢员灰暈槲廴疚?，但不幸的是，消除和控制污染物的過程不像定義那么簡(jiǎn)單，要實(shí)現(xiàn)微米范圍清潔度的控制，主要困難在于如何監(jiān)測(cè)該尺度下的顆?；蛩槠?。

 

 

Aspex 可以解決這一困難，幫助制造商達(dá)到清潔度和質(zhì)量控制的新標(biāo)準(zhǔn)。例如，制造業(yè)的領(lǐng)人物及其供應(yīng)商，如福特、奔馳、博世以及康明斯等，都已在其工廠安裝了 Aspex 系統(tǒng)，以提高產(chǎn)品的性能并降低保修成本。從起初為揭示部件失效的潛在原因，到成為長(zhǎng)期改善產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)不可分割的一部分，Aspex 已成為質(zhì)量管理人員在監(jiān)測(cè)粒子碎片和清潔度過程中*的工具。

2. 從 Aspex 到 ParticleX

如今，Aspex 已走過 30 年的發(fā)展歷史，結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際需求，功能不斷更新迭代，目前已升級(jí)至 ParticleX，從鎢燈絲到長(zhǎng)壽命、高亮度的單晶體 CeB6 燈絲，7×24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確；體積也從之前的大型落地式升級(jí)為小巧的桌面型。

鎢燈絲的使用壽命在 100h 左右，隨著鎢大量揮發(fā)導(dǎo)致燈絲熔斷，造成測(cè)試中止，需頻繁拆卸腔體，更換燈絲，并清理光路。而鎢燈絲斷裂的不確定性和清理光路的過程，對(duì)于客戶進(jìn)行自動(dòng)化分析產(chǎn)生了一定的困擾，測(cè)試的突然中止意味著需要重新進(jìn)行新一輪的數(shù)據(jù)采集，相當(dāng)于額外重復(fù)了工作量，并且數(shù)據(jù)無(wú)法按照預(yù)計(jì)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)獲取到。因此新的 ParticleX 更換為 CeB₆ 單晶體燈絲，其標(biāo)定壽命為 1500 小時(shí)，在軟件界面可以隨時(shí)查看燈絲的使用時(shí)長(zhǎng)，因此在使用過程中無(wú)需操作人員頻繁更換燈絲，可 24 小時(shí)運(yùn)行，提升了設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性。
 

[左] 未使用；[右] 使用時(shí)長(zhǎng)約 100h

[左] 未使用；[右] 使用時(shí)長(zhǎng)超過 1500h

鎢燈絲在使用過程中由于快速揮發(fā)，導(dǎo)致亮度波動(dòng)性較大，從而會(huì)降低測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。而 CeB₆ 單晶體燈絲在使用過程中，燈絲揮發(fā)率極低，電子發(fā)射效率穩(wěn)定，且燈絲亮度更高，因此其測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性也得到了大幅提高。
 

 

  

鎢燈絲和 CeB₆ 燈絲亮度模擬對(duì)比

不管是 Aspex 還是 ParticleX，其功能定位都是一臺(tái)專業(yè)用于潔凈度分析的全自動(dòng)化設(shè)備。從龐大的 Aspex 到精巧的 ParticleX，這得益于電子工業(yè)的發(fā)展和 CeB6 晶體燈絲的優(yōu)良性能。把設(shè)備設(shè)計(jì)得更為緊湊，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

· 不需要單獨(dú)的房間，一張桌子就足夠；

· 不需要外加防震裝置，內(nèi)置防震系統(tǒng)，可以放置于車間環(huán)境，也可以放置于高樓層；

· 不需要外加防磁裝置，內(nèi)置磁屏蔽，無(wú)需進(jìn)行場(chǎng)地測(cè)試和場(chǎng)地改造；

· 不需要專業(yè)技術(shù)人員，簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可操作；

· 方便搬運(yùn)和移動(dòng)，遇到實(shí)驗(yàn)室搬遷等，可以快速搬運(yùn)，并經(jīng)過簡(jiǎn)單組裝即可使用。
 

常規(guī)掃描電鏡照片

從落地式的 Aspex 到桌面式的 ParticleX，得益于 CeB₆ 單晶體燈絲的優(yōu)良性能，以及內(nèi)置了一套常規(guī)電鏡操作系統(tǒng)，可*實(shí)現(xiàn)常規(guī)電鏡功能的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的自動(dòng)化測(cè)試。

3. 從半自動(dòng)到全自動(dòng)，逐步走向智能化
 

Aspex 初期，軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)與硬件開發(fā)團(tuán)隊(duì)并不在同一家公司，由于軟件團(tuán)隊(duì)并不能獲得硬件設(shè)備的全部權(quán)限，因此其自動(dòng)化程度以及系統(tǒng)流暢度并未達(dá)到最佳狀態(tài)（例如設(shè)定系統(tǒng)亮度時(shí)，需要人為干預(yù)）。這一問題，在新的 ParticleX 系統(tǒng)中，得到了全面的改善。自動(dòng)化程度越來(lái)越高，可以自動(dòng)設(shè)定亮度值、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燈絲狀態(tài)等。ParticleX 可編輯的自動(dòng)化流程，使得操作人員只需要簡(jiǎn)單培訓(xùn)，即可上手操作。

以往的 Aspex 的軟件最高可更新至 Perception 3.x 版本，而新的 ParticleX 已經(jīng)可更新至 Perception 6.4，并將持續(xù)更新。同時(shí)，ParticleX 軟件算法中也引入越來(lái)越多的人工智能判定，逐步走向智能化。

4. 從分析儀器到解決方案
 

ParticleX 可以取代傳統(tǒng)低效的總體測(cè)重法和光學(xué)檢測(cè)法?？傮w測(cè)重法只能提供有限的數(shù)據(jù)，光學(xué)檢測(cè)法無(wú)法量化和測(cè)量太小的受損顆粒，ParticleX 則可將小到 0.2 微米的微粒按大小、形狀和元素組成進(jìn)行詳細(xì)的分類。當(dāng)您需要跟蹤污染物并回溯其來(lái)源時(shí)，ParticleX 允許操作者用手工方式進(jìn)行重定位以做進(jìn)一步的檢查。此外，其先進(jìn)的報(bào)告工具可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，迅速實(shí)現(xiàn)“大海撈針”或發(fā)現(xiàn)隱藏的問題。

ParticleX 是專為車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制人員設(shè)計(jì)的，為適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境而做了特殊設(shè)計(jì)。ParticleX 提供的不僅僅是分析數(shù)據(jù)，更是解決方案，它可以向您提供作出決策所需的信息，助力您的研發(fā)與生產(chǎn)制造。