納米技術(shù) 透射電子顯微術(shù)測(cè)量納米顆粒尺寸及形狀分布 編制說明

1納米技術(shù)透射電子顯微術(shù)測(cè)量納米顆粒粒度及形Nanotechnologies—Measurementsofparticlesizeandshapeibutionsbytransmissionelectronmicroscopy編制說明國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)起草工作組日2系進(jìn)納米產(chǎn)業(yè)技術(shù)穩(wěn)定升級(jí)。1.任務(wù)來源制定，項(xiàng)目名稱為《納米技術(shù)透射電子顯微術(shù)測(cè)量納米顆粒粒度及形狀分布》(項(xiàng)目編號(hào)：20212958-T-491)。計(jì)劃應(yīng)完成時(shí)間為2023年。2.編制和協(xié)作單位本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院牽頭完成，主要參加單位包括測(cè)試狗(成都)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)有限公司、北京市科學(xué)技術(shù)研究院分析測(cè)試研究所(北京理化分析測(cè)試究生院、上海交通大學(xué)、3BIPM項(xiàng)。開展計(jì)量科學(xué)3.主要工作過程在起草中的職責(zé)大學(xué)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測(cè)試狗(成都)師，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證員測(cè)試研究所(北準(zhǔn)制定、提供技術(shù)支持及意見建議(1)準(zhǔn)備及預(yù)研ISO草案《Nanotechnologies—MeasurementsofparticlesizeandshapeyT1.1-2020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》與GB并于年4月15日在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院組織召開啟動(dòng)會(huì)，學(xué)習(xí)了ISO草案《Nanotechnologies—Measurementsofparticlesizeandshapedistributionsby5月通過全國(guó)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員投票，同意推薦至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)立Measurementsofparticlesizeandshapedistributionsbytransmissionelectron(2)立項(xiàng)(3)草案編制階段Measurementsofparticlesizeandshapedistributionsbytransmissionelectroncopy進(jìn)行了刪減和調(diào)整；對(duì)附件A進(jìn)行了更為詳細(xì)的論述，補(bǔ)充了具體的不確定度案文稿及后續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作安排。《納米技術(shù)透射電子顯微術(shù)測(cè)量納米顆粒粒度及形狀分布》征求意見稿，更新67并收集在實(shí)際分析測(cè)試中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品/儀器校準(zhǔn)物質(zhì)等的使用，開展GB/T20000.2-2009GBT01.4-2001第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編第2部分：采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的8《國(guó)際單位制(SI)和國(guó)際單位制多功能與某些其它規(guī)程》容007示》徑和各次矩》粒度分析的計(jì)算方法》定量表征》準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》》9．《納米科技術(shù)語第2部分：納米物體的術(shù)語和維和納米片》像放大倍率的方法》際術(shù)語—基礎(chǔ)通用概念及相關(guān)術(shù)語(VIM)》定Measurementsofparticlesizeandshapedistributionsbytransmissionelectronshapedistributionsbytransmissionelectronmicroscopy》發(fā)布之前，沒有完整的9methods—Part1:Staticimageanalysismethods》是一項(xiàng)以靜態(tài)圖像法分析顆粒粒度的方法標(biāo)準(zhǔn)，適用于基于拍攝的靜態(tài)圖像來分析顆粒粒度的一系列操作規(guī)OTTEMEM納米顆粒器件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)器性能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算處理應(yīng)依施。粒度混合物測(cè)量驗(yàn)證粒度混合物器樣品件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)性能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算處理應(yīng)依據(jù)混合物測(cè)量驗(yàn)證3.形狀混合物器件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)性能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算處理應(yīng)依據(jù)4.非晶聚集體測(cè)量驗(yàn)證非晶聚集體器件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算處理應(yīng)依據(jù)標(biāo)納米晶聚集體測(cè)量驗(yàn)證納米晶聚集體器件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)性能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算處理應(yīng)依據(jù)6.具有不規(guī)則截面的納米纖維測(cè)量驗(yàn)證具有不規(guī)則截面的量驗(yàn)證確定TEM測(cè)量具有不規(guī)則截面的納米纖維樣品粒度及分布器納米纖維樣品件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)品；儀器性能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算處7.具有特定晶體習(xí)性的納米顆粒測(cè)量驗(yàn)證具有特定晶體習(xí)性確定TEM測(cè)量具有特定晶體習(xí)性的納米顆粒樣品粒度及分器納米顆粒樣品件完成執(zhí)行意的事項(xiàng)樣品；儀器性能應(yīng)滿足樣品測(cè)量要求；測(cè)量步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算。準(zhǔn)方法相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；ISO9276系列標(biāo)準(zhǔn)，是顆粒粒度分析方法ISO納米顆粒提供一《Nanotechnologies—Measurementsofparticlesizeandshapedistributionsbyy七.在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)：見單位有比較重大的意見時(shí)務(wù)必提供重大分歧意見的說明依據(jù)或提出技術(shù)經(jīng)濟(jì)將被征求意見單位所提供的重大分歧意見說明依據(jù)或技術(shù)論證報(bào)告送負(fù)責(zé)。加準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)應(yīng)確保國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿內(nèi)容與國(guó)家標(biāo)”各兩份。的建議，的試劑或方法進(jìn)行制樣，或需要在本標(biāo)準(zhǔn)描述的制樣方法上進(jìn)行一定的調(diào)整或改十一.廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議十二.其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)附件一：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二氧化鈦顆粒的等效直徑(AED)、最大費(fèi)雷特直徑、最小費(fèi)雷特直徑統(tǒng)計(jì)分布如圖圖1-2二氧化鈦顆粒的等效直徑(AED)、最大費(fèi)雷特直徑、最小費(fèi)雷特直徑分布圖二氧化鈦顆粒的等效直徑(AED)、最大費(fèi)雷特直徑和最小費(fèi)雷特直徑測(cè)量結(jié)果及不-1二氧化鈦顆粒的等效直徑(AED)測(cè)量結(jié)果及不確定度分析?AED最大費(fèi)雷特直徑最小費(fèi)雷特直徑質(zhì)Au30nm準(zhǔn)值9.8nm確定度4nm法?自動(dòng)手動(dòng)0 ?fCi=?didi)lR12dgR12N1N41141sR19ftR19ii合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：uc(d)=Cu2(di)=u2(di)=2.95nmiiAED?最大費(fèi)雷特直徑最小費(fèi)雷特直徑質(zhì)Au30nm準(zhǔn)值9.8nm確定度4nm方法?自動(dòng)手動(dòng)0源 ?fCi=?dilR12dgR12N1N41141sR19ftR19ii合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：uc(d)=Cu2(di)=u2(di)=2.95nmii?TiO2粉末TiO2防曬霜Au30nmAED最大費(fèi)雷特直徑?最小費(fèi)雷特直徑Au30nm準(zhǔn)值9.8nm不確定度4nm方法?自動(dòng)手動(dòng)顆?？倲?shù)0方法1?方法2方法3定 ?fCi=?dilR12dgR12N1N41141sR19ftR19ii合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：uc(d)=Cu2(di)=u2(di)=2.95nmii擴(kuò)展不確定度：U()=k×uc()=5.90nm(k=2)2.1測(cè)量過程和數(shù)據(jù)處理((f)(a)密度分布(b)累積分布ECD20nm11DS15%12DS221DS122DS231DS132DS2042.2數(shù)據(jù)分類用雙變量分析和Kolmogorov-Smirnov(K-S)分析，確定兩個(gè)累積分布是否不同。每個(gè)2-3(b)中只繪制了一組上限值(包括+S(a)累積ECD分布(b)K-S累積曲線成對(duì)差異ab的延伸形狀分布圖(長(zhǎng)寬比)。所有成像顆粒的長(zhǎng)寬比(a)累積長(zhǎng)寬比分布(b)累積曲線成對(duì)差異2.3區(qū)分大型和中等顆粒團(tuán)簇ECD量，以延伸形狀(長(zhǎng)寬比)形布是無法將這些顆粒簇分開的。sECD2.4實(shí)驗(yàn)室期間精密度關(guān)的不確定度則要大得多。ECD長(zhǎng)寬比分布的平均值和擴(kuò)散參數(shù)的擬合參數(shù)(414幅圖像)—正態(tài)參考模型ECDnmDS1.9256DS2.7625DS1.19DS2.59DS1.4973DS2.9539.820Cv419(a)擬合的ECD分布(b)擬合的長(zhǎng)寬比分布—數(shù)據(jù)的平滑密度分布；—非線性回歸擬合；—極大似然估計(jì)擬合2-3分離的中型顆粒群數(shù)據(jù)—ECD、長(zhǎng)寬比分布的平均值和擴(kuò)散參數(shù)的擬合參數(shù)(2596ECDnmDS1DS2DS1DS2DS1DS207Cv.84.9577.26大似然估計(jì)進(jìn)行參數(shù)擬合的模型。(a)擬合的ECD分布(b)擬合的長(zhǎng)寬比分布XY：平滑密度分布；—數(shù)據(jù)的平滑密度分布；—非線性回歸擬合；—極大似然估計(jì)擬合混合物測(cè)量驗(yàn)證依據(jù)附錄D所介紹的接觸顆粒的識(shí)別和分離方法、樣品形貌區(qū)分方法，利用所制備的3.1測(cè)試樣品等非目標(biāo)粒子。3.2接觸粒子復(fù)合物的識(shí)別和分離B及納米棒和納米立方體。圖和離散粒子。長(zhǎng)寬比數(shù)據(jù)方差分析表明利用長(zhǎng)寬比可以有效區(qū)分納米棒和納米立方體。圖。米棒進(jìn)行區(qū)分。23YY0.90.80.70.60.50.40.00.20.40.60.81.0X3.3區(qū)分納米棒樣品4.非晶聚集體測(cè)量驗(yàn)證.1TEM校準(zhǔn)使用TEM對(duì)標(biāo)稱粒徑為50nm的SiO2樣品的平均粒徑進(jìn)行了準(zhǔn)確測(cè)量。為保證測(cè)量結(jié)果的溯源性和可靠性，依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)中的方法首先對(duì)所用TEM的放大倍數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)。透射電的看到晶格單元，如圖(c)所示。(a)(b)(c)在較高的放大倍率(大于20萬倍)，可以清晰的看到單晶硅的晶格圖像，單晶硅(111)L0=Nan=(4-1)(4-2)(4-3)式中，L0為長(zhǎng)度溯源值，L為長(zhǎng)度測(cè)量值，N為晶面層數(shù)，a為晶面間距，n為放大倍率在較低的放大倍率下無法看到清晰的晶格像，就要用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)上的特征結(jié)構(gòu)-柵格作為溯源測(cè)量。SiGe組成的窄條紋周期結(jié)構(gòu)，對(duì)圖像進(jìn)行局部放大后也能看到單晶硅的晶格像，如圖4-3系數(shù)對(duì)柵格寬dd萬倍可用此寬度量值為基準(zhǔn)校準(zhǔn)儀器較低的放大倍率，其校準(zhǔn)系數(shù)和誤差的計(jì)算方法可參照式 597186%400K734%0K00K27551%K.2測(cè)量結(jié)果分析O的方納米晶聚集體測(cè)量驗(yàn)證樣品和數(shù)據(jù)分析符最好使用對(duì)數(shù)正態(tài)分布進(jìn)行模擬。表5-1顯示了應(yīng)用于ECD的每個(gè)分布的平均值和擴(kuò)散值。正態(tài)分布的擬合均值和擴(kuò)散參數(shù)的測(cè)量不確定度分別%5-1ECD擬合參數(shù)(正態(tài)和對(duì)數(shù)正態(tài))的測(cè)量不確定度分布ECD態(tài))，nmLnECD)(對(duì)數(shù)正態(tài))，ln(nm)0據(jù)可視化補(bǔ)充測(cè)量不確定度值(a)長(zhǎng)寬比密度分布(b)長(zhǎng)寬比累積分布5-2長(zhǎng)寬比的密度和累積分布(實(shí)驗(yàn)室1)：—數(shù)據(jù)平滑密度分布；—非線性回歸擬合；—雙峰模型可以擬合到這些數(shù)據(jù)：這需要五個(gè)擬合參數(shù)。圖5-3顯示了單峰正態(tài)擬合、6.具有不規(guī)則截面的納米纖維測(cè)量驗(yàn)證圖像。。7.具有特定晶體習(xí)性的納米