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1、ICSxx.xxx.xxCCS X XXXC5TM团体标准TCSTMXXXXX-202X材料实验数据扫描电镜图片要求Materialexperimentaldata-scanningelectronmicroscopepicturerequirements202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施中关村材料试验技术联盟发布1刖S本文件参照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则，GB/T20001.10标准编写规则第10部分：产品标准给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验团体标准委员
2、会综合标准领域委员会(CSTM/FC99)提出。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会(CSTM/FC99)归口。本文件为首次发布。随着材料基因工程和数据技术的融合与此阶段下的发展，材料科学的发展已经进入利用数据驱动新材料开发的第四范式，并强烈依赖于大数据基础、数据共享、数据挖掘和人工智能的协同发展。在此背景下，材料数据基础设施的建设作为支撑这一范式的重要基础，是新材料发展的重要依托。目前由于实验数据具有多类型、多源、异构等特点，难以有效利用实验室数据且发挥大数据优势，对材料研发和应用的有效推动，难以将实验数据的价值融入材料价值的链条，无法将我国科研人员产生的海量相关材料实验数
3、据有效利用，服务于我国工业领域瓶颈问题的解决，现迫切需要建立系列实验数据相关的存储标准规范，合力推进我国材料数据基础保障能力的提升。扫描电镜主要用于样品微区形貌、结构及成分的观察和分析。扫描电镜具有高的分辨率、良好的景深以及简易的操作等优点,使其在金属、非金属、生物、复合等材料学内各领域有广泛的应用，扫描电镜实验数据经年积累信息数据量大，但目前关于扫描电镜数据存储无统一模板，存储形式多样，现有数据难以汇总，因此扫描电镜图片类实验数据规范存储对于材料科学发展具有重要意义。开展扫描电镜图片类实验数据存储细则研究,是围绕材料数据标准规范大框架的要求来研究制定的系列材料数据存储标准，是材料研发与大数据
4、技术融合的必要支撑条件。扫描电镜图片类实验数据存储细则为扫描电镜的实验数据存储和多节点数据集成提供范化的要求，对数据字段的完整度，数据信息的编码唯一性，原始数据的溯源性、数据与数据之间的关联性，提供标准和规范支撑。扫描电镜图片类实验数据存储细则的实施，有助于实现扫描电镜图片类实验数据的规范化管理和质量保证，将数据库技术与大数据技术研究密切融合，便于利用大数据技术对材料进行更进一步研究。材料实验数据扫描电镜图片要求1范围本文件规范了扫描电镜图片类材料实验数据存储的扫描电镜图片存储一般要求以及图片其他相关数据信息。本文件适用于扫描电镜图片类实验数据的收集、整理与存储。2规范性引用文件下列文件中的内
5、容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T17359-2012微束分析能谱法定量分析GB/T23414-2009微束分析扫描电子显微术术语GBZT27788-2020微束分析扫描电镜图像放大倍率校准导则GB/T30834钢中非金属夹杂物的评定和统计扫描电镜法GB/T35294-2017信息技术科学数据引用JYT0584扫描电子显微镜分析方法通则T/CSTM00120材料基因工程数据通则3术语和定义GB/T17359、GB/T23414界定的以及下列术语和定义适
6、用于本文件。3. 1加速电压acceleratingvoltage为加速从电子源发射的电子而加到灯丝和阳极之间的电位差。注：加速电压用千伏(kV)表示。来源:GB/T173592012,3.33.2标尺scalemarker表示试样上特定实际长度的线段或间隔。来源:GB/T277882020,3.43.3放大倍数magnification扫描电镜放大倍数是指其图像的线性放大倍数，以M表示。如果电子束在样品上扫描行宽为Ls,图像显示屏上扫描行宽为L,则放大倍数M定义为：来源:JYT05842020,3.53.4工作距离workingdistance物镜极靴下表面与试样表面之间的距离。注：原来定义
7、为物镜主平面与试样表面之间的距离。来源:GB/T234142009,4.5.23.5背散射电子backscatteredelectron(BSE)通过背散射过程从试样的电子入射表面出射的电子。注：通常把能量大于50eV的电子称为背散射电子。来源：GB/T234142009,3.33.6二次电子secondaryelectron(SE)由于入射电子轰击试样而从试样表面发射的电子。注：通常将能量小于50eV的电子称为二次电子。来源：GB/T234142009,3.43.7能谱法energy-dispersiveX-rayspectrometryEDX测量单个光子能量建立描述X射线能量分布的数字直方
8、图的X射线谱方法。来源：GB/T173592012,3.114材料扫描电镜图片类实验数据存储的一般要求4.1 扫描电镜图片获取方式扫描电镜图片获取方式包括：直接实验、科技文献资源、第三方数据接口。4.2 样品标识符提供样品独特且持久的标识码4.3 扫描电镜图片相关信息存储的基本内容扫描电镜可输出的图片类结果有：二次电子像/背散射电子像、能谱图，此类存储的图片相关信息的基本内容(包含但不限于以下内容)，示例见附录A.1.1表1图片相关信息存储的基本内容序号中文名称数据类型英文名称1图片图片型image2图片存储路径字符串型image-path3图片文件大小数值型image_filesize4图片
9、名称字符串型title5样品标识字符串型identifier6图片作者字符串型ContributorJist7图像类别枚举型imagecategory8图像像素数值型imagepixel9图片描述字符串型description10拍摄日期日期taken_date11图片类型字符串型imagetype12标尺数值型scalemarker13加速电压数值型acceleratingvoltage14放大倍数数值型imagemagnification15工作距离数值型workingdistance16详情地址字符型detaiLURI17附件容器类元素filejist注：标尺、加速电压、放大倍数、工作距
10、离等参数名的取值用字符串型表示，参数值为数值与单位。4.4 结果分析由直接表征的实验结果进行数据处理后得到的结果分析填写内容如表2,示例见附录A.2表2材料的表征结果分析数据字段是否为必填项数据类型说明数据处理方法是字符串型数据处理、数据分析或数据挖掘方法结果数据是字符串型经处理、分析或挖掘后获得的结果数据注：方法为标准方法，应给出方法名称；如该方法为非标准方法，应给出所依据的数学原理和详细的处理、分析过程或数据挖掘程序。5扫描电镜图片其他信息5.1 样品信息扫描电镜图片类实验数据样品信息填写内容如表3,示例见附录A.3表3样品信息填写字段名称是否为必填项数据类型说明样品标识符必填字符串类型样
11、品名称必填字符串类型样品编号必填字符串类型样品类型必填字符串型粉末、块、棒等样品工艺非必填字符串型锻态，铸态，轧制、是否镶嵌等样品尺寸非必填数值型+单位样品状态必填字符串型如时效、固溶，抛光、腐蚀、喷金、碳、冷冻干燥方式（脱水方式）等材料性能非必填字符串型化学成分非必填字符串型备注非必填如金属材料的轧制方向、材料的取样方向（横剖、纵剖）5.2 实验测试参数扫描电镜图片类实验数据测试参数填写内容包含但不限于下列内容，示例见A.4：表4二次电子像/背散射电子像测试参数填写字段名称是否为必填项数据类型说明测试人员必填字符串型测试日期必填日期测试温度必填数值型+单位测试湿度必填数值型+单位仪器名称必填
12、字符串型仪器型号必填字符串型参考分析标准必填字符串型电子枪类型必填候选型如雾灯丝电子枪、六硼化锢电子枪、热场发射电子枪、冷场发射电子枪真空模式必填候选型如高真空/低真空/环扫/气氛保护，（热台，冷阱）物镜光阑必填候选型如1/2/3/4档等挡位或者数值等显示探测器类型必填候选型如二次电子探头/背散射电子探头扫描速度必填候选型如TV/FAST/SLOW等模式或者数值等显示扫描图像大小必填数值型+单位多幅拼接采集区域大小非必填数值型（样品上）采集区域位置非必填样品上样品运动方式非必填直线等重叠区（%）非必填数值型图像数量非必填数值型采集时间非必填数值型+单位表5能谱测试参数填写字段名称是否为必填项数
13、据类型说明测试人员必填字符串型XXX等测试日期必填日期测试温度必填数值型+单位测试湿度必填数值型+单位仪器名称必填字符串型仪器型号必填字符串型试验项目必填字符串型参考分析标准必填字符串型电镜控制参数电子枪类型必填候选型如场发射/钙灯丝束流强度必填数值型+单位输入信号必填特征X射线样品倾斜角度必填数值型+单位扫描图像尺寸必填数值型+单位图像驻留时间必填数值型+单位帧数必填数值型+单位采集模式必填点/线湎采集谱图设置能量范困非必填数值型+单位通道数量非必填数值型处理时间非必填数值型+单位采集时间活时间必填数值型+单位计数必填计数限值线分析像素驻留时间非必填数值型+单位面分布图分辨率非必填数值型像素
14、驻留时间非必填数值型+单位谱峰剥离元素非必填元素和峰修正（Y/N）非必填数值型表A.6-A.9为扫描电镜图片存储完整示例附录A（资料性）示例A.1图像相关信息存储的基本内容示例表A.1为扫描电镜图片相关信息存储的基本内容填写示例。表A.1图像相关信息存储的基本内容序号中文名称示例序号中文名称示例1图片MKVmicmJMMWVfMI9图片类型jpg2图片名称BT500组织图10标尺l(X)m3样品标识符050403202106082211加速电压IOkV4图片作者测试员12放大倍数5005图像类别二次电子13工作距离5m6图像像素3(X)30014详情地址7图片描述BT500形貌图15附件nam
15、e.1.doc8拍摄Fl期2021.6.1316来源实验A.2结果分析由直接表征的实验结果进行数据处理后得到的数据分析填写内容示例见表A.2表A.2结果分析字段说明数据处理方法分析比较各种组织结构特点结果数据带有滑移线的奥氏体组织A.3样品信息示例扫描电镜图片类实验数据样品信息填写内容如表A.3所示表A.3样品信息填写样品名称样品编号样品类型样品状态化学成分样品尺寸预处理备注BT50020160205110粉锻态C10%S5%Cr1.45%4cm抛光取样方向：横剖A.4实验管理信息示例扫描电镜图片类实验数据管理信息填写及示例如表A.4所示：表A.4实验数据管理信息填写测试人员测试日期仪器名称仪
16、器型号试验项目参考分析标准备注测试员2021年06月13日XXXX化学成分分析GBfT17359微束分析能谱法定量分析无A.5实验测试参数示例扫描电镜图片类实验数据测试参数填写内容包含但不限于下列内容所示:表A.5二次电子像/背散射电子像测试参数填写参数说明电子枪类型雾灯丝电子枪真空模式高真空物镜光阑档束流强度高档探测器类型二次电子探扫描速度FAST扫描图像大小多幅拼接采集区域大小IOum采集区域位置样品运动方式直线重塾区（）20%图像数量3采集时间5sA.6为扫描电镜图片能谱分析实验完整案例表A.6-A.9为样品玉米芯检测完整数据存储示例表A.6图像相关信息存储的基本内容序号中文名称示例序号
17、中文名称示例1图片O7.74%400HSi:1019%IWIIm0_一.012145679Egyw9图片类型(lif,jpg,bmp等)2图片名称玉米芯吸收Cr(VI)10来源科技文献3唯一标识0504032021060823H加速电压15kV4图片作者测试员12放大倍数10005图像类别能谱13工作距离17um6图像像素20014详情地址7图片描述玉米芯吸收Cr(Vl)化学成分分析图15附件name.1.doc8拍摄日期2021.6.13表A.7样品信息填写样品名称样品编号样品类型样品状态化学成分样品尺寸预处理备注玉米芯20160205110粉末C75.25%0:7.74%Si:10.19%
18、K:5.72%Cr:1.09%0.425mm干燥表A.8实验数据管理信息填写测试人员测试日期仪器名称仪器型号试验项目参考分析标准备注测试员2021年02月11日扫描电子显微镜能谱仪XX化学成分分析GB17359微束分析能谱法定量分析无表A.9能谱测试参数填写电镜控制参数电子枪类型场发射束流强度高档输入信号特征X射线样品倾斜角度37扫描图像尺寸2cm图像驻留时间5us帧数2采集模式面采集谱图设置能量范围10-20eV通道数量5处理时间5us采集时间活时间IOs计数计数限值面分布图分辨率436像素驻留时间IOOus谱峰剥离和峰修正(Y/N)附录B（资料性）起草单位和主要起草人本文件起草单位：钢铁研
19、究总院、北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、中国材料与试验标准联盟、上海交通大学、北京科技大学、首钢技术研究院、北京钢研高纳科技股份有限公司、航天材料及工艺研究所本文件主要起草人：唐凌天、余宁、黄海友、李钊、王蓬、李继康、李冬玲、杨丽霞、陈惠霞、严春莲、马兆庆、陈永彦、孙璧瑶参考文献1GBT23414微束分析扫描电子显微术术语2 GB17359微束分析能谱法定量分析3 JYT0584扫描电子显微镜分析方法通则4 GB/T30834-2014钢中非金属夹杂物的评定和统计扫描电镜法5 TZCSTM001202019材料基因工程数据通则6余凌竹,鲁建.扫描电镜的基本原理及应用J.实验科学与技术,2019,17(05):85-93.寇沙沙,李智丽,靳燕.扫描电镜在金属材料检测中的应用J.包钢科技,2016.42(01):42-46.张慧,焦淑静,庞起发,李宁,林伯伟.中国南方早古生代页岩有机质的扫描电镜研究J.石油与天然气地质,2015,36(04):675-680.9刘鹏，马利超，王宇，刘志鹏.16种野豌豆属植物花粉形态的扫描电镜观察J.草业学报,2015,24(01):107-114.10吕金阳，罗建举.扫描电镜下降香黄檀木材构造的研究J.中南林业科技大学学报,2014,34(04):108-113+117.
