天游线路检测中心 使用颗粒分析/详细分类对颗粒进行自动分类
～石棉自动分类示例～

简介

石棉曾被广泛用作建筑材料，但现在其毒性已明朗，需要严格管理。
拆除含有石棉的建筑物时，空气中可能会产生含有石棉纤维的粉尘，如果吸入这些粉尘，可能会长期滞留在肺部，导致间皮瘤、肺癌、石棉肺等严重疾病。
因此，在拆除工作中，需要进行大气分析来检查是否有石棉泄漏，而扫描电子显微镜 (SEM) 的使用对于此分析至关重要。

最近，自动颗粒分析作为使用 SEM 进行大气分析中大量颗粒（纤维）进行分析和分类的有效方法而受到关注。然而，由于大气中存在多种颗粒，因此很难根据分析结果对石棉进行自动分类。因此，我们研究了化学类型设置，旨在提高自动分类的准确性。

使用颗粒分析软件（PA3）自动分析/自动分类

JEOL的颗粒分析软件（PA3）可用于自动提取纤维物质并自动对石棉进行分类。
自动拍摄预定区域（1000x、300个视野）时，根据长度、宽度和纵横比等设置自动提取图像中的颗粒（纤维），并进行元素分析（图1）。
自动分类包括化学类型的简单/详细分类，通过指定颗粒（纤维）的特征形状和元素的质量百分比进行分类，以及QBase，通过光谱匹配进行分类。含有多种颗粒混合物的大气样品光谱形状复杂，很难使用QBase进行分类，因此通常采用简单的化学类型分类。

使用PA3的自动分析在测量结果的准确性方面不如操作员手动分析，但由于测量过程中需要的手动工作较少，因此在大气分析中用作筛选分析。

（图1）使用PA3自动分析

颗粒分析和简单的化学类型分类

[实验]

（图2）粒子提取结果

两种石棉 (温石棉/铬：镁₃硅₂O₅(OH)₄、直闪石/蚂蚁：镁₇硅₈O₂₂（哦）₂)制备模拟样品，并根据长度、长径比等提取纤维（图2）。
我们指定化学类型中元素的质量％，如表1所示，并尝试使用PA3进行自动分类。考虑了两种设置：设置值 1，根据标准样品的定量值假定理想样品；设置值 2，假定实际样品，以防止含有各种颗粒的大气样品中的误计数。另外，为了减少背景（碳带等）的影响，将C和O设定为定量分析的排除元素来进行定量分析。

[结果与讨论]

假设理想样本，使用设置值 1 的结果蚂蚁和chr然而，如果设定值为2（假定实际样品），则可以将所有石棉确定为石棉。蚂蚁就是一切chr如果存在成分相似的颗粒（纤维），则分类条件优先级较高的分类结果（本例）chr) 已成为化学类型的缺点。
理想的设置可以获得良好的结果，但在实际样品中，很可能会遗漏接近沙粒的石棉纤维。因此，在实际测量中，通过将设定值2设置有余量，可以获得更准确的分类结果。

化学类型详细分类设置和自动石棉分类

[实验]

通过将元素的质量％比添加到设定值2来进行详细分类，假设该值是简单化学类型分类中使用的实际样品（表3）。温石棉中Mg与Si的质量比约为1:1，但在实际测量结果中，由于周围砂粒等的影响，该比例存在较宽的范围。因此，Mg/Si的范围设定为06以上且小于10。由于直闪石中的Mg与Si的比例以质量％计约为1:2，因此Mg/Si的范围设定为02以上且小于06。

[结果与讨论]

即使使用基于实际样本的设置值 2，也可以对 Chr 和 Ant 进行分类，而不会混淆它们（表 4）。添加到设置中的元素的质量％比对于更准确地对具有相似组成的颗粒进行分类是有效的。高级设置有望提高使用 PA3 自动石棉分类的准确性。

摘要

颗粒分析软件是一项便捷的功能，可让您自动提取纤维并从 300 张图像中执行元素分析。此外，详细的化学类型分类可以提高石棉分类的准确性，同时降低错误计数的风险。虽然最终还是需要人类目视确认，但毫无疑问，自动粒子分析将减轻操作员在大气分析工作中的负担，而这种负担在未来还会增加。

这一次，我们研究了化学类型，目的是对大气中的石棉进行自动分类。在大气分析中，各种颗粒是混合在一起的，但由于颗粒（纤维）相对分散，因此很容易进行颗粒分析和分类，并且能够获得良好的结果。
未来，我们希望考虑石棉建筑材料的应用，石棉建筑材料受样品制备方法和污染物、车辆部件清洁度检查以及工厂生产线异物分析的影响很大。

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