在本文中，我們研究了如何利用二合一材料分析解決方案，并結合光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜（LIBS）開展整體高效、經濟的清潔度分析工作。技術清潔度會顯著影響汽車和電子行業的産品質量和可靠性。二合一激光材料分析解決方案能同時提供顆粒圖像和成分數據，因此可縮短清潔度分析的時間。此外，顆粒污染源也更易于清除。

在汽車和運輸、電子、藥品以及醫療器械行業，産品及其組件的性能和使用壽命很容易受到污染物的影響。産品中的各種外來物會導緻各種損害，取決于其顆粒的物理性質（形狀、硬度等）。因此這些行業通常都對技術清潔度設有國際和區域标準也就不足為奇了，比如汽車行業的VDA 19和ISO 16232标準[1-3]。每一年，這些清潔度标準都會更加嚴格，公差在不斷變小。

清潔度分析的工作流程涉及多種儀器設備，從顆粒提取到自動顆粒特性鑒定和分類，取決于特定産品的用戶需求。一般說來，顆粒特性鑒定普遍采用光學成像方法[4-9]。而為了更加方便地确定污染源，顆粒的快速化學/元素分析則更有優勢。

二合一解決方案，比如徕卡顯微系統DM6 M LIBS材料分析解決方案（參見圖1）[10,11]，結合了光學顯微鏡（視覺分析）和激光誘導擊穿光譜（LIBS）（化學分析）。為高效完成清潔度分析，大家對二合一激光材料分析解決方案相較于掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散譜（EDS）等其他方式的優勢進行了讨論。

圖1：DM6 M LIBS解決方案支持同步開展光學顯微鏡和LIBS（激光誘導擊穿光譜）清潔度分析。視覺和化學分析工作流程搭載這種二合一解決方案後，能減少工作人員找出污染源所耗費的時間和精力。

LIBS是激光誘導擊穿光譜的縮寫。LIBS的基本原理和操作已在之前的報告中說明[11]。

改善技術清潔度的終極目标是找出并消除污染源。二合一解決方案簡化了清潔度分析工作流程，便于以更少的時間和精力找出污染源。

不同于SEM/EDS分析，2合1解決方案時具備以下優點：

• 無需制備樣品；
• 無需在設備間轉移樣品；
• 無需将重點轉移到過濾器并對系統進行調整；
• 不用浪費時間等待真空環境（分析始終在大氣條件下在空氣中進行）

下方的圖2對比了使用二合一解決方案和SEM/EDS進行清潔度分析工作流程的差異。

圖2：DM6 M LIBS充分結合了光學顯微鏡（OM）和LIBS的優勢，這類二合一解決方案可用于快速找出污染源。

下方圖3展示了使用徕卡顯微系統的DM6 M LIBS解決方案對過濾器上的顆粒進行視覺和化學分析的示例。

圖3：使用DM6 M LIBS二合一解決方案進行清潔度分析：A)對過濾器上的一個顆粒進行檢測、計算和測量；B)如果顆粒為金屬，使用适當的光學對比法可以看到顆粒的反射；C)使用LIBS，對過濾器上檢測到的顆粒進行激光打靶（紅十字準星）；D)LIBS的元素譜清楚顯示顆粒的成分是鋁（Al）。

在整體清潔度工作流程中，通常要用到來自不同供應商的多種儀器設備進行顆粒提取和分析。從顆粒提取到分析的整個工作流程使用“單一來源”的清潔度解決方案會更加方便。

徕卡顯微系統和Pall攜手為汽車和運輸行業提供了一項獨特的整體清潔度解決方案[12]。下方圖4展示了使用Pall的清洗櫃和徕卡顯微系統的DM6 M LIBS二合一解決方案的整體清潔度工作流程。

整體解決方案的優勢是更易于實現清潔度分析的最終目标：

• 确定顆粒導緻損害的可能性，
• 對于可能嚴重威脅産品性能和使用壽命的顆粒，找出并消除污染源。

圖4：用于汽車行業、遵守VDA19的高效整體清潔度工作流程：從提取并保存過濾器上的顆粒（Pall的清洗櫃）到視覺和化學分析（徕卡顯微系統的DM6 M LIBS二合一解決方案）。目标是更加快速地找出危險顆粒的來源并加以清除。

本文介紹了将光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜（LIBS）化學分析相結合、高效進行清潔度分析的二合一材料分析解決方案的優勢。

清潔度分析對于多個行業和領域的多種産品都非常重要，如運輸、電子和制藥業。通常情況下，用于清潔度分析的時間和預算都是有限的，但取得可靠的結果和保證産品質量始終至關重要。

DM6 M LIBS材料分析系統便是一種二合一解決方案。它僅用一台設備就提供了快速準确的視覺和化學分析，無需樣品制備及設備間轉移，樣品在整個分析期間都處在适宜的環境條件下。與SEM/EDS方法相比，二合一解決方案更便于找出危險顆粒的污染源。用戶可利用這些優勢快速、準确、經濟地進行清潔度分析。

1. VDA (German Association of the Automotive Industry), QMC (Quality Management Center), Volume 19, Part 1, Inspection of Technical Cleanliness, Particulate Contamination of Functionally Relevant Automotive Components, 2nd Revised Edition, March 2015.
2. VDA (German Association of the Automotive Industry), QMC (Quality Management Center), Volume 19, Part 2, Technical cleanliness in assembly, Environment, Logistics, Personnel and Assembly Equipment, 1st edition 2010.
3. ISO/DIS 16232 Road Vehicles, Cleanliness of components and systems, International Organization for Standardization.
4. N. Ecke, Free Webinar On-Demand: Basics in Component Cleanliness Analysis, Science Lab.
5. Y. Holzapfel, J. DeRose, G. Kreck, M. Rochowicz, Cleanliness Analysis in Relation to Particulate Contamination: Microscopy based measurement systems for automated particle analysis, Science Lab.
6. K. Scheffler, A. Schué, Clean Parts – More Reliable and Longer Lifetime Particle measurement with Leica Cleanliness Expert, Science Lab.
7. K. Pingel, N. Ecke, Key Factors for Efficient Cleanliness Analysis, Science Lab.
8. A. Schué, M. Härtel, Technical Cleanliness in the Production of Automotive Components: Residual Dirt Analysis in Real-world Applications, Science Lab.
9. Cleanliness Expert Quality Assurance Software for Manufacturing, Product Page, Leica Microsystems.
10. DM6 M LIBS Material Analysis Solution, Product Page, Leica Microsystems.
11. J. DeRose, K. Scheffler, See the Structure with Microscopy - Know the Composition with Laser Spectroscopy: Rapid, Complete Materials Analysis with a 2-Methods-In-1 Solution.
12. N. Ecke, C. Goasdoué, Free Webinar On-Demand: New Cleanliness Workflow from Leica and Pall, Science Lab, 2017, Leica Microsystems.

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