维苏威福士科引入 Phenom ParticleX，铝材洁净度质控再上新台阶

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通过升级扫描电子显微镜 (SEM)，维苏威集团提高了铝材洁净度检测的效率，并提升了铸铝产品的整体质量。借助 Phenom ParticleX 自动化分析系统，该公司科学家现在能够在同一铝样品上检测到比以往多 7 到 8 倍的颗粒，速度更快，效率更高。

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维苏威福士科及其在铸造创新中的作用

维苏威福士科是维苏威集团旗下的铸造事业部，维苏威集团是熔融金属流动工程和技术领域的全球领导者。公司在全球 40 个国家拥有 11000 名员工，其使命清晰明确：提供产品和服务，帮助客户的工业流程更安全、更高效、更可持续。

位于荷兰恩斯赫德的铸造全球研发中心对实现这一使命至关重要，它服务于维苏威集团内部所有客户，包括内部研发部门、销售团队和生产基地。该中心致力于新产品开发、工艺创新，并作为铸造厂的解决方案合作伙伴，建立客户的信任。

研发中心的一个重要部门是研发分析服务实验室。它负责量化维苏威产品的有效性、分析原材料，并开发创新的分析测试方法，以支持公司的使命。

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铝清洁度测试的挑战

“如果一开始就使用不干净的金属，最终产品也会不干净。我的意思是，所有机械性能都会受到影响，从抗拉强度到延伸率再到韧性——这反过来又会导致上游出现重大问题，例如故障、失效和报废。”

– Hayati Sahin，理学硕士，维苏威福士科公司有色金属处理研发科学家

Ugur Kayran 博士（维苏威福士科）与飞纳电镜的现场应用工程师 Marc Liu 在研发分析服务实验室的 Phenom ParticleX 台式扫描电镜前进行讨论。

如何确保用于汽车和航空航天等关键任务应用领域的铝等有色金属达到最高的洁净度？这是维苏威福斯科研发分析服务实验室每天面临的主要挑战之一。识别、分析、分类并消除铝中的夹杂物是关键所在，但这并非易事。

铝主要有两种形式：原生合金（直接来自矿山）和再生合金（回收利用）。无论哪种情况，铸造厂都会将铝熔化，然后进行处理、脱气、清洁和过滤。研发分析服务实验室正是在这一阶段发挥作用。即使是最小的夹杂物也会引发严重问题。例如，氧化铝的存在会导致材料强度降低，并产生过多的孔隙，这些夹杂物可能在熔融铝凝固过程中形成。

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为什么需要一种新的 SEM 方法

与所有工业质量控制操作一样，精度至关重要。但考虑到样品数量庞大且配方种类繁多，效率和处理速度同样重要。因此，多年来，研发分析团队一直信赖配备 Perception Automation 软件的 Aspex 台式扫描电镜。（最新一代全面升级为 ParticleX）

虽然 Aspex 台式扫描电镜 (SEM) 一直以来都为团队提供了良好的服务，但它已接近使用寿命终点，存在一些需要改进的地方，尤其是在易用性和定量分析速度方面。正如研发分析实验室经理 Yasin Ugur Kayran 博士解释的那样：“扫描电镜是我们验证产品能否有效处理铝材的重要工具。借助先进的自动化扫描电镜技术，我们可以持续地对铝样品在处理前后的洁净度进行定量分析。”

因此，该团队评估了几个品牌的扫描电子显微镜，但发现这些系统使用起来过于复杂且耗时。所以，他们再次求助于飞纳电镜团队寻求解决方案。

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用于工业质量控制的 Phenom ParticleX 夹杂物自动分析系统

“对于像我们这样的企业来说，服务的连续性至关重要。Phenom ParticleX 自动化分析系统一到货，我们就立即投入使用。我们发现它非常容易上手，操作也很直观。”

– Ugur Kayran 博士，研发分析服务实验室经理

Kayran 博士和他的团队很快决定采用集成 Perception 软件的 Phenom ParticleX 自动化分析系统作为 Aspex 台式扫描电镜的替代品。Phenom ParticleX 自动化分析系统凭借其自动化功能，能够以极高的精度和速度对铝和钢等金属的纳米颗粒级成分失效进行分析。

对于研发分析服务团队而言，这反过来又开启了一种全新的、更高效的工作方式，并辅之以他们自己的样品制备方法，该方法能够将 12 个样品放置在扫描电镜中并自动进行分析。

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更好的工作方式

那么，这种改进后的可用性在实践中究竟是什么样的呢？

首先，研发分析服务部门的所有七名成员都能够快速轻松地学习这个直观的新系统，最大限度地减少了停机时间。
配方中的数据运行设置逻辑变得更加容易，尤其是在处理多个数据集时。
因此，配方创建也变得更加简单，这对于一个繁忙的实验室来说至关重要，因为他们一次要处理几十个配方。
确定和调整阈值。给定样本中允许存在的夹杂物的数量和性质变得更加容易确定，现在已反映在实时成像中。
或许最重要的是，成像质量以及因此检测到的颗粒数量都大幅提升。

有色金属处理研发科学家 Hayati Sahin 表示：“对我们来说，确定阈值至关重要，但我们一直觉得这很有挑战性。然而，有了 Phenom ParticleX 自动化分析系统，一切都变得简单了。根据扫描电镜显示的灰度强度，任何比平均值更暗或更亮的物质现在都可以轻松识别和分类。”

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结果：更快、更准确的粒子检测

“过去，衡量我们交付给客户的熔融处理产品的真实效果有时颇具挑战性，但现在有了 Phenom ParticleX 自动分析系统，我们就能以纳米级的客观方式实现这一目标。团队中的每个人都使用相同的自动化技术和流程，从而获得一致且一致的结果，完全避免了人为差异或误差”

– 维苏威福士科研发分析服务实验室经理 Yasin Ugur Kayran 博士

如今，维苏威福士科团队能够以更高的速度在相同的铝样品上检测到更多的颗粒。研发分析服务团队认为，这主要归功于 Phenom ParticleX 自动分析系统放大倍率的提升。而这主要得益于每次分析阶段后的消磁处理，该处理可以去除内部电荷，从而改善光学聚焦。此外，Phenom ParticleX 台式扫描电镜的新型软件和先进组件也功不可没，这一飞跃式转变也得益于维苏威福士科公司自身的努力。与钢铁不同，铝材没有 ISO 分析标准，因此该公司制定了自己的标准，称为 VMET。

通过开发 VMET 技术，维苏威福士科公司现在能够对铝样品处理前后的特征（孔隙、氧化物和其他颗粒）进行分类和比较。

铝清洁度测试的关键特性

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展望未来：利用桌面扫描电镜扩展工业质量控制规模

在使用 Phenom ParticleX 自动化分析系统一年后，维苏威福士科公司在铝的夹杂物分析方面树立了新的标杆。但他们的计划远不止于此。在飞纳电镜团队的支持下，研发分析服务实验室不断探索新功能，并学习各种“技巧和窍门”，从而显著提升日常工作效率。其他功能，例如所有 Phenom ParticleX 自动化分析系统均配备的自动化工业报告功能，还有待进一步探索。

然而，正如凯兰博士解释的那样，关键在于团队现在拥有一个面向未来的解决方案，可以伴随他们共同成长。“我们与飞纳团队保持着良好便捷的沟通，这一点至关重要，因为我们已经开始在分析样本方面将这套系统的性能发挥到极致。我们之所以能够做到这一点，是因为这套系统的性能远超我们的预期。”对维苏威福士科公司及其客户来说是个好消息。

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Phenom ParticleX 自动化分析系统：它不仅仅用于金属分析

维苏威研究小组使用 Phenom ParticleX 台式扫描电镜分析金属夹杂物，该仪器已被证明适用于各种工业级环境，包括增材制造材料、技术洁净度要求高的材料、钢材以及电池正极粉末等异物分析。