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掃描電鏡（SEM）對濾芯檢測的重要性

復(fù)納科技 2022-11-12 | 閱讀：744

過濾器濾芯是過濾器的心臟，主要作用是除去過濾介質(zhì)中的雜質(zhì)，保護(hù)設(shè)備的正常工作或者空氣的潔凈，當(dāng)流體經(jīng)過過濾器中具有一定精度的濾芯后，其雜質(zhì)被阻擋，清潔的流物通過濾芯流出。

通常情況下，不同應(yīng)用場景的濾芯，需要使用不同的濾芯材質(zhì)。在很多情況下，需要搭配使用以達(dá)到預(yù)期的過濾效果。

應(yīng)用場景：針對高顆粒物液體介質(zhì)的過濾，如電池漿料、研磨液、膠水、電鍍液等
適用濾芯：多層超細(xì)納米纖維濾芯
濾芯特點(diǎn)：不同精度的濾材分批次攔截大小不同的顆粒，保證效率的同時(shí)，延長濾芯壽命

應(yīng)用場景：針對高腐蝕性液體介質(zhì)的過濾，如濃 HNO₃、濃H₂SO₄、濃HF 等
適用濾芯：PFA 濾芯；除濾材為 PTFE 外，其余原材料均為PFA材質(zhì)，PFA 為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯（F4）的共聚物
濾芯特點(diǎn)：具有耐高低溫、耐老化等特性，為目前耐腐蝕性最好的材料。采用此濾芯過濾高腐蝕性的液體，在保證過濾效率的同時(shí)，確保濾芯不會(huì)產(chǎn)生額外雜質(zhì)，污染介質(zhì)液體

應(yīng)用場景：針對超純液體及無菌過濾，如超純水、制藥行業(yè)。對顆粒物、金屬離子及細(xì)菌含量有嚴(yán)格要求
適用濾芯：PES 濾芯
濾芯特點(diǎn)：為絕對過濾濾材，過濾效率可達(dá)到 99.99%，不同精度的濾芯搭配使用，可滿足不同行業(yè)對顆粒物、金屬離子及細(xì)菌的要求

無論是哪種濾芯產(chǎn)品，在進(jìn)行生產(chǎn)制造和出廠前，都需要經(jīng)歷層層嚴(yán)格的測試環(huán)節(jié)。不同的濾芯產(chǎn)品，需要進(jìn)行測試的流程有所不同。以 PES 濾芯為例，通常需要進(jìn)行：濾材 SEM 檢測--完整性檢測--純水沖洗--效率測試--金屬離子檢測。其中，濾材的 SEM 檢測，可以初步快速地判斷濾材的品質(zhì)，再結(jié)合完整性測試、效率測試等等，可以進(jìn)一步確認(rèn)濾材是否可以達(dá)到過濾要求。

濾材 SEM 檢測

由于 PES 為不對稱的聚砜醚結(jié)構(gòu)，其上、下游不同大小的孔徑可以對需要過濾的不同大小的顆粒、金屬離子、細(xì)菌等進(jìn)行逐級過濾，以達(dá)到絕對過濾的效果。進(jìn)行微觀形貌的檢測時(shí)，需要借助掃描電鏡進(jìn)行觀測，觀測 PES 膜斷面結(jié)構(gòu)、上游以及下游的結(jié)構(gòu)，以檢測孔徑變化的均勻性以及孔徑大小的均一性。以下為使用飛納臺(tái)式場發(fā)射掃描電鏡拍攝的微觀圖片及測量的孔徑結(jié)果。

（本次測試結(jié)果來自上海頗勒過濾技術(shù)有限公司，感謝支持）

0.1μm-PES 截面 SEM（放大倍數(shù)：2,000X）

從 PES 截面的 SEM 圖可以看出，可以明顯看出 PES 上下游孔徑大小的不同，上游到下游的孔徑大小是相對均勻過渡的，這樣方可達(dá)到逐級過濾的效果。

1?0.1μm-PES濾芯上游SEM 圖（放大倍數(shù)：20,000X）

2?0.1μm-PES 濾芯下游 SEM 圖（放大倍數(shù)：10,000X）

我們進(jìn)一步放大看上游和下游的表面結(jié)構(gòu)，可以明顯看出上游的孔徑相對較大，下游孔徑相對較小，且可以看出其多層的不對稱結(jié)構(gòu)。

從微觀形貌上初步判斷了濾材結(jié)構(gòu)符合要求之后，需要再結(jié)合 PMI 孔徑分析儀、完整性測試儀、顆粒計(jì)數(shù)儀以及質(zhì)譜儀等，進(jìn)行孔徑統(tǒng)計(jì)、完整性測試、過濾效率測試以及金屬離子檢測，以進(jìn)一步檢測該 PES 膜是否符合過濾要求。因此，每一個(gè)濾材的選擇過程中都需要經(jīng)過層層檢驗(yàn)，才可以達(dá)到預(yù)期的過濾效果。