大型仪器设备购置论证报告
| 仪器设备名称 | 场发射扫描电子显微镜 |
| 项目名称 | 先进催化材料实验室建设 |
| 项目负责人 | 朱钢国 |
| 填表日期 | 2018.01.12 |
填表说明
1．单价10万元及以上仪器设备的申购均需填写此表，并与申购计划一起上报有关部门。
2．所在学院（部门）组织3—7人单数技术专家进行论证，并通知项目经费管理、设备管理等部门参加论证。申请单一来源采购的需3人以上单数非本校专家参加论证；未列入全省统一论证进口产品范围的进口产品需5人以上单数非本校专家参加论证。
3．论证会由专家组组长主持，主要程序为：申购人报告、现场考察、专家质询与讨论、专家组形成论证意见并签名。
4．专家论证同意，经学院（部门）、项目经费管理部门签字并盖章后，报本科教学部（实验室管理处）网上公示一周无异议后实施。
5．此表一式1份（如设备为进口设备，请提交2份）。
| 设备名称 | 中文 | 场发射扫描电子显微镜 | |||||||||
| 英文 | Field Emission Scanning Electron Microscope | ||||||||||
| 规格型号 | 德国蔡司Sigma 500或日本日立SU8100或美国赛默飞（FEI）Apreo | ||||||||||
| 申购数量 | 1 | 现行单价 | 人民币 | 290万 | |||||||
| 美元 | 44.4万 | ||||||||||
| 购置经费 来源 | 先进催化材料实验室建设经费 | 运行经费来源 | 浙江省化学一流学科 | ||||||||
| 主要技术指标与 功能 | 仪器总体要求包括电子光学系统、样品室及样品台、探测器、真空系统、能谱仪、计算机数字图像记录系统、控制和数据处理系统等基本配置。 仪器供应商在中国必须有多年的场发射扫描电子显微镜生产销售经验，确保仪器稳定，售后服务良好，口碑好。 具体技术参数及指标如下： 1. 电子光学系统 1）二次电子分辨率：≤ 1.0 nm@15 KV，≤ 1.4 nm@1 KV（非样品台减速模式下)。 2）放大倍率：10-1,000,000倍，根据加速电压和工作距离的改变，放大倍数自动校准。 3）加速电压：0.02 KV～30.0 KV，步进100V，连续可调。 4）电子：场发射电子。 5）电子束流：最大束流不小于20 nA 6）束流稳定性：优于0.5 %/h，抗噪声性能：优于1.0 %/h 7）镜筒内具有静电透镜，能够保证样品室内无漏磁，可对铁磁性和易磁性材料进行2mm内短距离高分辨成像。 8）35º最佳出射角时，能谱仪分析工作距离可达到9 mm以下。 2. 样品室及样品台 1） 样品室：抽屉式拉门，宽度或者内部直径不小于350 mm，可容纳最大样品尺寸不小于200 mm； 2）样品台：五轴优中心马达驱动，移动最大范围指标：X ≥120 mm，Y ≥120 mm，Z ≥50 mm，双向倾斜，-3°～70°（倾斜），360°（旋转）； 3）马达台快捷控制器或轨迹球，多功能旋钮操作控制面板，多功能键盘； 4）样品座：一个单样品座，一个九孔样品座，一个多目样品座； 5）最大可载样品重量不小于500g； 6）样品台具有触碰极靴告警自停功能； 7）接口可连接能谱仪、背散射电子衍射等常用附件接口。 3. 探测器 1）样品室二次电子探测器。 2）安装在物镜上方正光轴上的镜筒内二次电子探测器。 3）样品室内5象限背散射电子探测器。 4）原厂进口样品室IR-CCD相机，与主机同一品牌。 5）样品电流监测器。 4. 真空系统 1）无油磁悬浮涡轮分子泵，离子泵。 2）样品室真空度：高真空模式优于10-4 Pa 3）抽真空时间：5分钟之内可至工作状态。 5. 数字图像记录系统 1）图像储存最大像素不低于32k×24k 2）图像显示分辨率不低于1240×768像素。 3）图像储存格式包括TIFF，BMP，JPEG等各种格式。 6. 控制和数据处理系统 1）工作站：配置不低于i7 CPU，16G内存，1T固态硬盘，DVDRW，2G独显，24寸液晶屏，预装Windows系统； 1)2）多种自动控制功能：自动电子启动，电子自动对中，自动偏压调整，自动镜筒参数控制，磁滞校正，自动聚焦，聚焦补偿，动态聚焦，旋转补偿，自动消像散，图像混合，扫描旋转，倾斜补偿，图像降噪处理，样品图像导航功能。 7. 能谱仪1套 1）建议品牌：牛津、布鲁克、EDAX； 2）探测器：硅漂移SDD电子制冷探头，封装FET场效应管，圆型硅漂移晶体，超薄窗设计；真空，仅消耗电能，无需循环水及其他真空泵或风扇制冷，没有震动； 3）能谱仪探测器：测量有效面积 ≥30mm2； 4）能量分辨率：Mn Ka保证优于129eV，峰背比20,000:1； 5）元素分析范围：Be4～Pu94； 6）无漏磁电子陷阱设计，对扫描电镜无任何影响。 8. 6KVA UPS稳压电源，1套，可持续供电15分钟以上。 9. 配件要求：备用场发射灯丝光阑不少于 1套，导电胶不少于2卷，样品托不少于50个，镊子不少于2把。 10. STEM探头 配备STEM探头，具有BF像、DF像. 11. 离子溅射仪 1）提供离子溅射仪一台，包括主机和真空系统等的全套系统； 2）样品仓大小：硼硅酸盐玻璃工作腔室，不小于120mm（内径）x 65mm（高）； 3）耗材： Pt靶1个； 4）溅射电流：0-40mA可调； 5）溅射时间： 0-300秒可调； 6）溅射速率： 15nm/min。 | ||||||||||
| 用房情况 | 地 点 | 面积 | 辅助设施配备 | 是否 需改建 | 落实 情况 | ||||||
| 11-117 | 25 | 已配备 | 否 | 已落实 | |||||||
| 管理和使用技术人员配备 | 姓 名 | 职称 | 专管 或兼管 | 是否 使用过 | 熟练 程度 | 是否 需培训 | |||||
| 谢冠群 | 高工 | 是 | 是 | 熟练 | 否 | ||||||
| 贾爱平 | 实验师 | 是 | 是 | 较熟练 | 是 | ||||||
| 洪泽文 | 助理实验师 | 兼管 | 否 | 一般 | 是 | ||||||
| 主要用途和适用学科范围 | 场扫描电子显微镜通常用于观察各类固体材料的表面微观形貌：如测定纳米级颗粒的尺寸、测定纳米级丝材的尺寸、测量纳米级镀膜的厚度；橡胶材料的断裂面分析、失效分析；各种改性材料的形貌观察；石墨烯材料的片状厚度观察；半导体材料及器件的观察分析；陶瓷粉体及成品的分析；生物细胞及植物花粉的观察等等。 同时通过与能谱仪的相结合，可以对微区成分进行定性和定量分析以及线扫描和面扫描等元素分布分析：如对未知产品的剖析，橡胶材料的成分分析，材料改性研究，对催化剂的掺杂研究，石墨烯复合材料的研究等等。 扫描电子显微镜是做科研非常重要的表征设备，不仅能够用于化学、物理、材料、生物、环境等传统学科，又可用于能源、纳米等新兴科研领域，这些应用能够为我校的科研发展提供坚实技术支撑。 | ||||||||||
| 购置必要性 | 拟购置的场发射扫描电子电镜在化学、物理、材料、生物、环境、能源、纳米等领域有着广泛的应用，可以观察样品表面微观形貌的同时并对样品进行微区成分定性和定量以及元素分布分析。由于该仪器的应用领域广泛，可以预见该仪器的使用频率将会很高。 另外，通过扫描电子显微镜的购置对提升我校在各种功能材料、纳米材料及催化材料等研究领域的科研实力和发表高层次学术论文等方面发挥极其重要的作用，同时对申请主持这些领域的国家级及省部级科研项目提供了有力的支撑。 而且通过该仪器的购置，为我校本科生和研究生开设的《材料物理》等相关课程的基础实验条件也可以得到大大改善，有利于提高本科生与研究生的教学质量，为培养一批优秀的专业人才创造条件。 | ||||||||||
| 本校是否有同类设备、数量及不能共享的理由 | 本校有一台同类的扫描电子显微镜，日本日立高科公司S-4800。该设备属于共享仪器，目前是本校使用率最高的大型仪器之一。 目前该设备不能够满足本校科研工作需要，理由如下： （1）该设备购置于2006年，已经使用了11年，部分核心部件已经出现老化状态，有些功能不能满足目前科研需要，维修成本大幅度增加； （2）本校近几年引进大量人才，对扫描电镜测试需求显著上升，目前该设备已经不能满足本校科研需求。 因此不能满足现有科研工作者的需要，无法实现共享。 | ||||||||||
| 安装场地满足条件（水、电、气等是否齐全）、安全保护措施落实情况、是否涉及放射源物品和剧毒品等危险性材料 | 基本齐全，只需经过简单的实验室装修，保持合适的温湿度条件，加固门禁。 安全连锁机构、剂量符合国家标准《射线衍射仪和荧光分析仪防护标准》，该设备不涉及放射源。 | ||||||||||
| 国内外同类设备、品牌、规格、性能、技术指标、特色、附件、价格、售后服务、应用支持等的比较 | 目前国内外生产场发射扫描电子显微镜的厂家主要有3家：德国蔡司，日本日立和美国FEI。目前主要调研了德国蔡司Sigma 500，日本日立SU8100和美国赛默飞（FEI）Apreo三款电镜的情况。在调研中，通过与省内外电镜专家交流，与不同电镜技术工程师交流，以及结合本校长期使用经验，得出在扫描电子显微镜行业，德国蔡司、日本日立和美国FEI三家厂家产品性能可靠，为国际上扫描电子显微镜的主流产品，在中国范围内市场占有率高，包括各类重点高校、中科院所等科研机构，均使用这三家产品。蔡司和FEI为热场扫描电镜，日立为冷场扫描电镜，各有特色及优缺点，其具体情况对比见附表。 参数 项目 厂商 | 德国蔡司 Sigma 500 | 日本日立SU8100 | 美国赛默飞（FEI） Apero | |||||||
| 电子 | 热场发射 | 冷场发射 | 热场发射 | ||||||||
| 二次电子 分辨率 | ≤ 1.0 nm@15 KV； ≤ 1.4 nm@1 KV | ≤ 0.8nm @15kV； ≤ 1.1nm @1kV | ≤0.7nm@15kV； ≤0.8nm@1kV | ||||||||
| 特色 | 采用专利保护的GEMINI镜筒，具有超高的束流稳定性（＜0.2%/h），抗噪声性能（＜1%/h），确保获得超高分辨的图像效果和精确的EDS等分析结果。同时具有优良的低电压能力，其出物镜即为设定的电压值，对工作距离、样品形状及样品台无任何要求，均可轻松获取高分辨图像。 | 冷场发射扫描电镜电子束亮度高，能量分散小，对样品损伤小，不导电样品如可以直接观察，分辨率高 | FEI 首次将磁浸没和 静电两种技术结合到 一个仪器中。两种技术 均使电子束形成细小探 针，以提高低电压下的 分辨率，并使信号电子进 入镜筒，这样不但提高了 分辨率，还增加了特有 的信号过滤选项。 | ||||||||
| 优点 | 适合分析非导电样品和磁性样品（在所有生产和研究相关磁性材料的企业、高校和研究所中，蔡司扫描电镜具有极高的市场占有率>90%）。 | 分辨率高，电镜灯丝寿命较长，维护成本低。 | 适合做能谱分析、非导 电样品和磁性样品。 | ||||||||
| 缺点 | 电镜灯丝寿命较短（2~3年），维护成本高。 | 电子束流不稳定，束流小，不太适合做能谱分析，及非导电样品和磁性样品的测试。 | 电镜灯丝寿命短（1~2 年），维护成本高。 | ||||||||
| 主机初步 报价（美元） | 47.5万（牛津20mm2） | 42万 | 43.9万 | ||||||||
| 能谱仪初步 报价（美元） | 牛津50mm2, 5.2万 | EDAX 70mm2, 6.2万 | |||||||||
| 选配附件 报价（美元） | STEM: 1.2万 离子溅射仪：1.2万 | STEM: 2.7万 离子溅射仪： 1.6万 | STEM: 3.1万 离子溅射仪：0.96万 | ||||||||
| 售后服务 | 服务良好，响应及时 | 服务良好 | 服务一般 | ||||||||
| 综合调研结果表明：德国蔡司Sigma 500、日本日立SU8100及美国赛默飞（FEI）Apreo三款仪器是符合我们要求的理想产品。 选择上述三家之一，最后再参考最终价格、售后服务、附件配置等方面进行选择。 |
| 使用效益预测及风险分析 | 该仪器的购置不仅为科研人员申请和完成国家级及省部级项目创造了有利条件，而且为学校科研水平的提高以及相关学科的发展提供了有力支撑。此外，该设备还可以对外服务，实行大型精密设备共享，以最大限度地发挥该设备的功能和效用并获得较好的经济效益。 | ||||||||||
| 开放共享实施方案和是否同意纳入学校共享平台 | 该仪器将放在化学学科的大型仪器共享平台使用，实行专人管理，向校内外开放共享，用户可在网上预约。 项目负责人签字： | ||||||||||
| 专 家 论 证 意 见 | 2018年1月12日，浙江师范大学组织专家对生化学院场发射扫描电子显微镜的采购进行了论证。专家组听取了项目负责人的报告，查阅了相关资料，经讨论形成意见如下： （1）拟购买的场发射扫描电子显微镜主要用于材料的显微形貌观察及微区成分分析，是材料结构分析中最常用也是最为重要的仪器设备之一，为化学、物理及材料等相关学科的研究提供强有力的支持，因此购买这台仪器是非常有必要的； （2）目前，国产的场发射扫描电子显微镜无法满足使用要求，进口场发射扫描电子显微镜生产厂家主要有德国蔡司，日本日立和美国赛默飞（FEI）公司这三家，经过详细的调研，论证报告中的配置与技术参数基本合理，三家公司的产品都符合购置需求； （3）建议增加样品预抽室，能谱仪探头面积≥60mm2。STEM探头不建议配置。 组长签字：
2018年1月12日 | ||||||||||
| 专 家 组 成 员 | 姓 名 | 职称或职务 | 单 位 | 签 名 | |||||||
| 郑遗凡 | 教授 | 浙江工业大学 | |||||||||
| 卢焕明 | 研究员 | 中科院宁波材料所 | |||||||||
| 汪丽娜 | 高级工程师 | 浙江理工大学 | |||||||||
| 吴韶铭 | 主任药师 | 金华市食品药品检验检测研究院 | |||||||||
| 曹丹 | 高级工程师 | 金华出入境检验检疫局综合技术服务中心 | |||||||||
| 所 在 学 院 部 门 意 见 | 同意 负责人签字：朱钢国 单位盖章： 年 月 日 | ||||||||||
| 项 目 经 费 管 理 部 门 意 见 | 负责人签字： 单位盖章： 年 月 日 | ||||||||||
| 设 备 管 理 部 门 意 见 | 负责人签字： 单位盖章： 年 月 日 | ||||||||||
