大型儀器設備購置論證報告

1、大型儀器設備購置論證報告儀器設備名稱場發(fā)射掃描電子顯微鏡工程名稱先進催化材料實驗室建設工程負責人朱鋼國填表日期2018.01.12實驗室管理處制填表說明1單價10 萬元及以上儀器設備的申購均需填寫此表，并與申購計劃一起上報有關部門。2所在學院（部門）組織37 人單數(shù)技術專家進行論證，并通知工程經(jīng)費管理、設備管理等部門參加論證。申請單一來源采購的需 3 人以上單數(shù)非本校專家參加論證；未列入全省統(tǒng)一論證進口產(chǎn)品范圍的進口產(chǎn)品需5 人以上單數(shù)非本校專家參加論證。3論證會由專家組組長主持，主要程序為：申購人報告、現(xiàn)場考察、專家質詢與討論、專家組形成論證意見并簽名。4專家論證同意，經(jīng)學院（部門）、工程經(jīng)

2、費管理部門簽字并蓋章后，報本科教案部（實驗室管理處）網(wǎng)上公示一周無異議后實施。5此表一式1 份（如設備為進口設備，請?zhí)峤? 份）。中文場發(fā)射掃描電子顯微鏡設備名稱Field Emission Scanning Electron Microscope英文規(guī)格型號德國蔡司 Sigma 500或日本日立 SU8100 或美國賽默飛（ FEI）Apreo申購數(shù)量1現(xiàn)行單價人民幣290 萬44.4 萬美元購置經(jīng)費先進催化材料實驗室運行經(jīng)費來源浙江省化學一流學科來源建設經(jīng)費儀器總體要求包括電子光學系統(tǒng)、樣品室及樣品臺、探測器、真空系統(tǒng)、能譜儀、計算機數(shù)字圖像記錄系統(tǒng)、控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等基本配置。儀器供應

3、商在中國必須有多年的場發(fā)射掃描電子顯微鏡生產(chǎn)銷售經(jīng)驗，確保儀器穩(wěn)定，售后服務良好，口碑好。具體技術參數(shù)及指標如下：1. 電子光學系統(tǒng)1）二次電子分辨率： 1.0 nm15 KV， 1.4 nm1 KV（非樣品臺減速模式下 )。主要技術指標與2）放大倍率： 10-1,000,000 倍，根據(jù)加速電壓和工作距離的改變，放功能大倍數(shù)自動校準。3）加速電壓： 0.02 KV 30.0 KV ，步進 100V，連續(xù)可調。4）電子槍：場發(fā)射電子槍。5）電子束流：最大束流不小于20 nA6）束流穩(wěn)定性：優(yōu)于0.5 %/h，抗噪聲性能：優(yōu)于1.0 %/h7）鏡筒內(nèi)具有靜電透鏡，能夠保證樣品室內(nèi)無漏磁，可對鐵磁

4、性和易磁性材料進行2mm 內(nèi)短距離高分辨成像。8）35o最佳出射角時，能譜儀分析工作距離可達到9 mm 以下。2. 樣品室及樣品臺1）樣品室：抽屜式拉門，寬度或者內(nèi)部直徑不小于350 mm，可容納最大樣品尺寸不小于200 mm；2）樣品臺：五軸優(yōu)中心馬達驅動，移動最大范圍指標：X 120 mm，Y 120mm， Z 50mm，雙向傾斜， -3 ° 70°（傾斜）， 360°（旋轉）；3）馬達臺快捷控制器或軌跡球，多功能旋鈕操作控制面板，多功能鍵盤；4）樣品座：一個單樣品座，一個九孔樣品座，一個多目樣品座；5）最大可載樣品重量不小于500g；6）樣品臺具有觸碰極靴告

5、警自停功能；7）接口可連接能譜儀、背散射電子衍射等常用附件接口。3. 探測器1）樣品室二次電子探測器。2）安裝在物鏡上方正光軸上的鏡筒內(nèi)二次電子探測器。3）樣品室內(nèi)獨立5 象限背散射電子探測器。4）原廠進口樣品室IR-CCD 相機，與主機同一品牌。5）樣品電流監(jiān)測器。4. 真空系統(tǒng)1）無油磁懸浮渦輪分子泵，離子泵。2）樣品室真空度：高真空模式優(yōu)于10-4 Pa3）抽真空時間： 5 分鐘之內(nèi)可至工作狀態(tài)。5. 數(shù)字圖像記錄系統(tǒng)1）圖像儲存最大像素不低于32k×24k2）圖像顯示分辨率不低于1240×768 像素。3）圖像儲存格式包括TIFF ，BMP ，JPEG等各種格式。6

6、.控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1 ） 工作 站： 配置 不低 于 i7 CPU ， 16G 內(nèi) 存， 1T 固 態(tài)硬 盤， DVDRW ，2G 獨顯， 24 寸液晶屏，預裝 Windows 系統(tǒng)；1) 2）多種自動控制功能：自動電子槍啟動，電子槍自動對中，自動偏壓調整，自動鏡筒參數(shù)控制，磁滯校正，自動聚焦，聚焦補償，動態(tài)聚焦，旋轉補償，自動消像散，圖像混合，掃描旋轉，傾斜補償，圖像降噪處理，樣品圖像導航功能。7. 能譜儀 1套1）建議品牌：牛津、布魯克、EDAX ；2）探測器：硅漂移SDD 電子制冷探頭，獨立封裝FET 場效應管，圓型硅漂移晶體，超薄窗設計；獨立真空，僅消耗電能，無需循環(huán)水及其他真空泵或

7、風扇制冷，沒有震動；3）能譜儀探測器：測量有效面積30mm2；4）能量分辨率： Mn Ka 保證優(yōu)于 129eV，峰背比 20,000:1；5）元素分析范圍： Be4Pu94；6）無漏磁電子陷阱設計，對掃描電鏡無任何影響。8. 6KVA UPS 穩(wěn)壓電源 ， 1 套，可持續(xù)供電 15 分鐘以上。9. 配件要求： 備用場發(fā)射燈絲光闌不少于1 套，導電膠不少于2 卷，樣品托不少于 50 個，鑷子不少于 2 把。10. STEM 探頭配備 STEM 探頭，具有 BF 像、 DF 像 .11. 離子濺射儀1）提供離子濺射儀一臺，包括主機和真空系統(tǒng)等的全套系統(tǒng)；2）樣品倉大?。号鸸杷猁}玻璃工作腔室，不小

8、于120mm（內(nèi)徑） x65mm（高）；3）耗材： Pt 靶 1 個；4）濺射電流： 0-40mA 可調；5）濺射時間： 0-300 秒可調；6）濺射速率： 15nm/min。地 點面積輔助設施配備是否落實用房情需改建情況況11 - 1172 5已配 備否已 落 實姓名職稱專管是否熟練是否或兼管使用過程度需培訓謝冠 群高 工是是熟練否管理和賈愛 平實 驗師是是較 熟練是使用技術人員洪澤 文助 理實兼管否一 般是配備驗 師主要用途和適用學科范圍場掃描電子顯微鏡通常用于觀察各類固體材料的表面微觀形貌：如測定納 M 級顆粒的尺寸、測定納 M級絲材的尺寸、測量納 M 級鍍膜的厚度；橡膠材料的斷裂面分析

9、、失效分析；各種改性材料的形貌觀察；石墨烯材料的片狀厚度觀察；半導體材料及器件的觀察分析；陶瓷粉體及成品的分析；生物細胞及植物花粉的觀察等等。同時通過與能譜儀的相結合，可以對微區(qū)成分進行定性和定量分析以及線掃描和面掃描等元素分布分析：如對未知產(chǎn)品的剖析，橡膠材料的成分分析，材料改性研究，對催化劑的摻雜研究，石墨烯復合材料的研究等等。掃描電子顯微鏡是做科研非常重要的表征設備，不僅能夠用于化學、物理、材料、生物、環(huán)境等傳統(tǒng)學科，又可用于能源、納M 等新興科研領域，這些應用能夠為我校的科研發(fā)展提供堅實技術支撐。購置必要性本校是否有同類設備、數(shù)量及不能共享的理由擬購置的場發(fā)射掃描電子電鏡在化學、物理、

10、材料、生物、環(huán)境、能源、納 M 等領域有著廣泛的應用，可以觀察樣品表面微觀形貌的同時并對樣品進行微區(qū)成分定性和定量以及元素分布分析。由于該儀器的應用領域廣泛，可以預見該儀器的使用頻率將會很高。另外，通過掃描電子顯微鏡的購置對提升我校在各種功能材料、納 M 材料及催化材料等研究領域的科研實力和發(fā)表高層次學術論文等方面發(fā)揮極其重要的作用，同時對申請主持這些領域的國家級及省部級科研工程提供了有力的支撐。而且通過該儀器的購置，為我校本科生和研究生開設的材料物理等相關課程的基礎實驗條件也可以得到大大改善，有利于提高本科生與研究生的教案質量，為培養(yǎng)一批優(yōu)秀的專業(yè)人才創(chuàng)造條件。本校有一臺同類的掃描電子顯微鏡

11、，日本日立高科公司S-4800。該設備屬于共享儀器，目前是本校使用率最高的大型儀器之一。目前該設備不能夠滿足本校科研工作需要，理由如下：（ 1） 該設備購置于 2006 年，已經(jīng)使用了 11 年，部分核心部件已經(jīng)出現(xiàn)老化狀態(tài)，有些功能不能滿足目前科研需要，維修成本大幅度增加；（2）本校近幾年引進大量人才，對掃描電鏡測試需求顯著上升，目前該設備已經(jīng)不能滿足本?？蒲行枨蟆Ｒ虼瞬荒軡M足現(xiàn)有科研工作者的需要，無法實現(xiàn)共享。安裝場地滿足條件基本齊全，只需經(jīng)過簡單的實驗室裝修，保持合適的溫濕度條件，（水 、加固門禁。電、氣等是否 齊安全連鎖機構、劑量符合國家標準射線衍射儀和熒光分析儀防護全）、安標準，該設

12、備不涉及放射源。全保護措施落實情況、是否涉及放射源物品和劇毒品等危險性材料目前國內(nèi)外生產(chǎn)場發(fā)射掃描電子顯微鏡的廠家主要有3 家：德國蔡司，日本日立和美國 FEI。目前主要調研了德國蔡司Sigma 500，日本日立 SU8100和美國賽默飛（ FEI） Apreo 三款電鏡的情況。在調研中，通過與省內(nèi)外電鏡專家交流，與不同電鏡技術工程師交流，以及結合本校長期使用經(jīng)驗，得出在掃描電子顯微鏡行業(yè)，德國蔡司、日本日立和美國 FEI 三家廠家產(chǎn)品性能可靠，為國際上掃描電子顯微鏡的主流產(chǎn)品，在中國大陸范圍內(nèi)市場占有率高，包括各類重點高校、國內(nèi)外同中科院所等科研機構，均使用這三家產(chǎn)品。蔡司和FEI 為熱場掃

13、描電鏡，日立為冷場掃描電鏡，各有特色及優(yōu)缺點，其具體情況對比見附類設備、品牌、規(guī)表。格 、 性能、技術參數(shù) 廠商指標、特德國蔡司日本日立美國賽默飛（ FEI）色 、 附工程Sigma 500SU8100Apero件 、 價格、售后電子槍熱場發(fā)射冷場發(fā)射熱場發(fā)射服務、應二次電子 1.0 nm15 KV ；0.8nm 0.7nm15kV ；用支持等分辨率 1.4 nm1 KV15kV ； 0.8nm1kV 1.1nm 1kV的比較采用專利保護的GEMINI 鏡筒，具有超高的束流穩(wěn)定性（FEI 首次將磁浸沒和0.2%/h ），抗噪聲性能冷場發(fā)射掃描電鏡靜電兩種技術結合到（ 1%/h），確保獲一個儀器

14、中。兩種技術電子束亮度高，能得超高分辨的圖像效果均使電子束形成細小探量分散小，對樣品特色和精確的 EDS等分析結針，以提高低電壓下的損傷小，不導電樣果。同時具有優(yōu)良的低分辨率，并使信號電子進品如可以直接觀電壓能力，其出物鏡即入鏡筒，這樣不但提高了察，分辨率高為設定的電壓值，對工分辨率，還增加了特有作距離、樣品形狀及樣的信號過濾選項。品臺無任何要求，均可輕松獲取高分辨圖像。適合分析非導電樣品和磁性樣品（在所有生產(chǎn)和研究相關磁性材料的分辨率高，電鏡燈適合做能譜分析、非導優(yōu)點企業(yè)、高校和研究所絲壽命較長，維護電樣品和磁性樣品。中，蔡司掃描電鏡具有成本低。極高的市場占有率 >90% ）。電子槍束

15、流不穩(wěn)電鏡燈絲壽命較短定，束流小，不太電鏡燈絲壽命短（ 12缺點（ 23 年），維護成本適合做能譜分析，年），維護成本高。高。及非導電樣品和磁性樣品的測試。主機初步報價（美元）能譜儀初步報價（美元）選配附件報價（美元）售后服務42 萬43.9 萬47.5萬（牛津 20mm2）牛津 50mm2萬 EDAX 70mm2萬, 5.2, 6.2STEM: 1.2 萬STEM: 2.7 萬STEM: 3.1 萬離子濺射儀：離子濺射儀： 1.2萬離子濺射儀：0.96 萬1.6 萬服務良好，響應及時服務良好服務一般使用效益預測及風險分析綜合調研結果表明：德國蔡司Sigma 500、日本日立 SU8100 及

16、美國賽默飛（ FEI）Apreo 三款儀器是符合我們要求的理想產(chǎn)品。選擇上述三家之一，最后再參考最終價格、售后服務、附件配置等方面進行選擇。該儀器的購置不僅為科研人員申請和完成國家級及省部級工程創(chuàng)造了有利條件，而且為學?？蒲兴降奶岣咭约跋嚓P學科的發(fā)展提供了有力支撐。此外，該設備還可以對外服務，實行大型精密設備共享，以最大限度地發(fā)揮該設備的功能和效用并獲得較好的經(jīng)濟效益。開放共享實施方案和是否同意納入學校共享平臺專該儀器將放在化學學科的大型儀器共享平臺使用，實行專人管理，向校內(nèi)外開放共享，用戶可在網(wǎng)上預約。工程負責人簽字：2018 年 1 月 12 日，浙江師范大學組織專家對生化學院場發(fā)射掃描電子顯微鏡的采購進行了論證。專家組聽取了工程負責人的報告，查閱了相關資料，經(jīng)討論形成意見如下：（ 1）擬購買的場發(fā)射掃描電子顯微鏡主要用于材料的顯微形貌觀察及微區(qū)成分分析，是材料結構分析中最常用也是最為重要的儀器設備之一，為化學、物理及材料等相關學科的研究提供強有力的支持，家因此購買這臺儀器是非常有必要的；論（ 2）目前，國產(chǎn)的場發(fā)射掃描電子顯微鏡無法滿足使用要求，進證口場發(fā)射掃描電子顯微鏡生產(chǎn)廠家主要有德國蔡司，日本日立和美國意賽默飛（ FEI）公司這三家，經(jīng)過詳細的調研，論證報告