在材料科學(xué)領(lǐng)域，SEM 堪稱研究的利器。對于金屬材料，它能清晰展現(xiàn)晶粒的大小、形狀和分布，晶界的特征，以及各種缺陷的存在和分布情況。這有助于深入理解金屬的力學(xué)性能、疲勞特性和腐蝕行為，為優(yōu)化合金成分和加工工藝提供有力依據(jù)。對于陶瓷材料，SEM 可以揭示其微觀結(jié)構(gòu)，如晶粒、晶界、孔隙的形態(tài)和分布，從而評估陶瓷的強(qiáng)度、韌性和熱性能。在高分子材料研究中，它能夠觀察到分子鏈的排列、相分離的狀況以及添加劑的分布，為改進(jìn)材料性能和開發(fā)新型高分子材料指明方向。掃描電子顯微鏡可對半導(dǎo)體芯片進(jìn)行微觀檢測，保障電子產(chǎn)品性能。浙江工業(yè)用掃描電子顯微鏡應(yīng)用
原理探秘：掃描電子顯微鏡（SEM）的成像原理基于電子與物質(zhì)的相互作用，極為獨(dú)特。它以電子束作為照明源，這束電子經(jīng)過一系列復(fù)雜的電磁透鏡聚焦后，變得極為纖細(xì)，如同較精密的畫筆。隨后，聚焦后的電子束以光柵狀掃描方式，逐點(diǎn)逐行地照射到試樣表面。當(dāng)電子與試樣表面原子相互碰撞時，就像投入湖面的石子激起層層漣漪，會激發(fā)出多種信號，其中較常用的是二次電子和背散射電子。這些信號被探測器收集后，經(jīng)過復(fù)雜的信號處理和放大，較終轉(zhuǎn)化為我們在顯示屏上看到的高分辨率微觀形貌圖像，讓我們能直觀洞察物質(zhì)表面微觀層面的奧秘。上海汽車行業(yè)掃描電子顯微鏡EDS能譜分析掃描電子顯微鏡在建筑材料檢測中，分析微觀結(jié)構(gòu)，評估材料性能。
掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱 SEM），作為現(xiàn)代科學(xué)研究和工業(yè)檢測中不可或缺的強(qiáng)大工具，其功能之強(qiáng)大令人嘆為觀止。它通過發(fā)射一束精細(xì)聚焦且能量極高的電子束，對樣品表面進(jìn)行逐點(diǎn)逐行的掃描，從而獲取極其詳細(xì)和精確的微觀結(jié)構(gòu)信息。SEM 通常由電子槍、電磁透鏡系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、樣品室、探測器以及圖像顯示和處理系統(tǒng)等多個關(guān)鍵部分組成。其中，電子槍產(chǎn)生的電子束，經(jīng)過一系列精心設(shè)計的電磁透鏡的精確聚焦和加速，以令人難以置信的精度和準(zhǔn)確性照射到樣品表面，為后續(xù)的微觀結(jié)構(gòu)分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
不同行業(yè)使用差異：不同行業(yè)在使用掃描電子顯微鏡時，存在著明顯的差異。在半導(dǎo)體行業(yè)，由于芯片制造工藝的精度要求極高，對掃描電子顯微鏡的分辨率要求也達(dá)到了較好。通常需要采用場發(fā)射掃描電鏡，其分辨率要達(dá)到亞納米級，才能滿足觀察芯片上微小電路結(jié)構(gòu)和缺陷的需求。例如，在 7 納米及以下制程的芯片制造中，需要精確觀察到電路線條的寬度、間距以及微小的缺陷，這就依賴于超高分辨率的掃描電鏡 。而在地質(zhì)行業(yè)，更注重樣品的整體形貌和結(jié)構(gòu)，對分辨率的要求相對較低，但需要較大的樣品臺，以放置體積較大的巖石樣品。地質(zhì)學(xué)家通過觀察巖石樣品的表面紋理、礦物顆粒的分布等特征，來推斷地質(zhì)構(gòu)造和巖石的形成過程 。在生物醫(yī)學(xué)行業(yè)，樣品往往需要特殊處理。由于生物樣品大多不導(dǎo)電且容易變形，需要進(jìn)行冷凍干燥、固定等處理，以防止樣品在觀察過程中發(fā)生變形。同時，為了減少對生物樣品的損傷，通常需要采用低電壓觀察模式 。掃描電子顯微鏡的操作軟件具備圖像標(biāo)注功能，方便記錄關(guān)鍵信息。
設(shè)備操作流程：掃描電子顯微鏡的操作流程嚴(yán)謹(jǐn)且細(xì)致。首先是樣品制備環(huán)節(jié)，若樣品本身不導(dǎo)電，像大部分生物樣本和高分子材料，需進(jìn)行噴金或噴碳處理，在其表面鍍上一層 5 - 10 納米厚的導(dǎo)電膜，防止電子束照射時電荷積累影響成像 。接著，將樣品固定在樣品臺上，放入真空腔室。然后開啟設(shè)備，對電子槍進(jìn)行預(yù)熱，一般需 5 - 10 分鐘，待電子槍穩(wěn)定發(fā)射電子束后，調(diào)節(jié)加速電壓，通常在 5 - 30kV 之間選擇合適數(shù)值，以滿足不同樣品的觀察需求。隨后，通過調(diào)節(jié)電磁透鏡，將電子束聚焦到樣品表面，再設(shè)置掃描參數(shù)，如掃描速度、掃描范圍等 ，開始掃描成像，較后在顯示屏上觀察并記錄圖像 。掃描電子顯微鏡的電子束聚焦精度，影響成像分辨率和清晰度。上海汽車行業(yè)掃描電子顯微鏡EDS能譜分析
掃描電子顯微鏡的低電壓成像技術(shù)，減少對樣本的損傷。浙江工業(yè)用掃描電子顯微鏡應(yīng)用
維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)：掃描電子顯微鏡是極為精密的儀器，其維護(hù)保養(yǎng)至關(guān)重要。儀器的放置環(huán)境需要嚴(yán)格把控，溫度應(yīng)維持在 18 - 24 攝氏度，濕度控制在 45% - 75% ，這樣的溫濕度條件能避免儀器內(nèi)部金屬部件生銹，防止電子元件性能受影響。儀器的電子元件，像導(dǎo)軌、鏡頭以及電源等，要防止沾染灰塵和油污，因?yàn)榛覊m會影響精度、加速硬件磨損，油污則會較大縮短儀器使用壽命。定期對儀器進(jìn)行清潔，使用柔軟干凈的擦拭布和專業(yè)清潔劑，小心擦拭關(guān)鍵部位。還要留意避震，掃描電鏡不能長時間處于震蕩環(huán)境，若震動頻率大于 10hz、振幅頻率大于 2um ，需安裝震蕩阻尼器來削減震動，保障儀器零部件的精度 。浙江工業(yè)用掃描電子顯微鏡應(yīng)用
