材料实验数据 扫描电镜图片要求 编制说明

材料实验数据扫描电镜图片要求CSTM标准编制说明一、工作简况1、目的和意义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特点、多源特点、异构特点，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。通过扫描电镜图片类实验数据存储细则的研究，将数据库技术与大数据技术研究密切融合，便于后续利用大数据技术。标准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。2、任务来源根据中国材料与试验团体标准委员会(以下简称：CSTM标准委员会)《关于CSTM标准《材料实验数据存储细则扫描电镜图片立项公告》，由钢铁研究总院作为标准牵头单位，承担对《材料实验数据存储细则扫描电镜图片》团体标准的制定任务，项目计划编号：CSTM-SQ-2021-002643、主要工作过程2020年9月，组建了标准起草工作组，由钢铁研究总院的工作人员组成，包括具有标准制定经验的科研人员、分析技术人员。标准起草工作组讨论了具体的工作过程、拟定了相应的工作计划。本标准的制定是为了规范基于扫描电镜图片类异构实验数据存储细则。具体工作计划如下：2021年2月，组建了标准起草工作组，由钢铁研究总院的工作人员组成，包括具有标准制定经验的科研人员、分析技术人员。标准起草工作组讨论了具体的工作过程、拟定了相应的工作计划。2021年3月，标准起草钢铁研究总院建立扫描电镜实验数据存储模板。2021年4月，根据进行扫描电镜实验数据存储模板实验技术准备，并由扫描电镜资深专家反馈意见。2021年5月，标准起草单位钢铁研究总院根据实验内容开始撰写标准草案。2021年7月，标准草案完成。2021年8月，标准草案通过立项函审，CSTM标准委员会批准立项。2021年9月，整理专家意见与建议，形成征求意见稿。2021年11月，工作组完成标准征求意见稿，面向社会公开征求意见。2021年12月，计划完成标准征求意见，形成意见汇总表，并对征求意见稿进行修改，形成标准送审稿。2022年1月，计划召开本标准的审查会。2022年2月，计划标准表决，报批，正式发布出版。三、标准调研情况、编制原则和主要内容调研情况尚无适用的针对扫描电镜图片类实验数据存储标准。1.1针对扫描电镜相关标准关于扫描电镜的基本应用国内已有的相关标准主要为：《GB/T23414微束分析扫描电子显微术术语》包含了扫描电镜在科学和工程领域实践中共同应用的术语定义；《GB/T17359微束分析能谱法定量分析》规定了用安装在扫描电镜(SEM)上的能谱仪对试样上特定点或特定区增进行定量分析的方法；《JYT0584扫描电子显微镜分析方法通则》规定了扫描电子显微镜的分析方法原理、环境条件指标、仪器、样品、分析测试、结果报告、仪器维护和安全注意事项；《GB/T30834钢中非金属夹杂物的评定和统计扫描电镜法》介绍了利用扫描电镜（SEM）对钢中非金属夹杂物进行尺寸分布统计、化学分类及评级的程序。国外关于扫描电镜的基本标准涉及主要有：《ISO22493Microbeamanalysis-Scanningelectronmicroscopy-Vocabulary》、《ISO22309Microbeamanalysis—Quantitativeanalysisusingenergy-dispersivespectrometry(EDS)》等1.2针对数据存储相关标准关于数据存储标准，欧美等发达国家先后在国家层面制定了明确的政策以推动科学数据管理与开放共享，并且已支持形成了一批国家级的科学数据中心或高水平数据库，利用它们持续汇聚和整合本国乃至全球科学数据资源，并向社会进行开放共享。例如美国国家标准与技术研究院（NIST）研发的材料数据管理系统MaterialsDataCurationSystem（MDCS）提供了一种将材料数据获取、共享和转换的方法。通过建立数据模板个性化组织数据，保存于非关系（NoSQL）数据库MongoDB中，并支持存储库互连进行联合搜索。通过建立数据交换协议和机制，NIST促进了更广泛范围内的材料数据共享和再利用，增强了数据质量和应用效果。我国从2001年启动科学数据共享工程，逐步建立不同领域的数据共享网。由上海交通大学等34家单位共同起草的《材料基因工程数据通则》团体标准，于2019年11月正式实施，为材料数据标准体系建设研究和全面实施提供了重要参考。目前扫描电镜图片类实验数据存储细则的制定与该标准的核心一脉相承。标准编制原则标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，尽可能与国外先进标准接轨，注重标准的可操作性，本标准严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定进行编写和表述。标准主要内容3.1标准名称本标准的中文名称为“材料实验数据扫描电镜图片要求”，英文名称为“Materialexperimentaldata-scanningelectronmicroscopepicturerequirements”。3.2标准内容建立一种适合针对扫描电镜图片类实验数据存储细则标准，指导在规范数据的产生过程中收集相应信息与遵循一定格式，以确保数据满足FAIR原则，从而可以得到充分有效的共享，并可应用于大数据、人工智能等领域。标准针对材料科学在数据驱动模式下对实验数据的存储需求，并结合具体的扫描电镜仪器及实验数据模板，针对一般扫描电镜可输出的图像类结果：二次电子像/背散射电子像、能谱图。将扫描电镜图片类实验数据需要存储的内容分为扫描电镜图片内容存储的一般要求与图片其他信息，扫描电镜图片内容存储的一般要求主要为扫描电镜图片本身的信息，包含图片等像素、类型以及图片内标尺、加速电压、放大倍数、工作距离等信息，图片其他信息则包括样品信息与测试参数。四、与国内、外同类标准水平对比情况无直接相关标准。五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系本部分编制原则符合国家的有关法规法律，与强制性标准协调一致。六、重大分歧意见的处理经过和依据暂无。七、贯彻标准的要求和措施建议暂无。八、废止现行有关标准的建议暂无。九、其他应予说明的事项暂无。材料实验数据扫描电镜图片要求Materialexperimentaldata-scanningelectronmicroscopepict