掃描電子顯微鏡應用有哪些？微觀結構分析/納米尺寸研究

掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，簡稱掃描電鏡/SEM）的基本組成是透射系統、電子槍系統、電子收集系統和觀察記錄系統，以及相關的電子系統。現在公認的掃描電鏡的概念是由德國的 Knoll在1935年提出來的，1938年Von Ardenne在投射電鏡上加了個掃描線圈做出了掃描透射顯微鏡（SEM）。接下來小編就帶大家了解一下掃描電子顯微鏡的一些應用。

1、微觀結構分析

在陶瓷的制備過程中，原始材料及其制品的微觀形貌、孔徑、晶界和團聚程度將決定其性能。掃描電子顯微鏡可以清楚地反映和記錄這些微觀特征。是一種方便、簡便、有效的觀察和分析樣品微觀結構的方法。樣品無需制備，放入樣品室即可直接放大觀察；同時，掃描電子顯微鏡可以實現測試。對于樣品從低倍到高倍的定位和分析，樣品室中的樣品不僅可以沿三維空間移動，還可以根據觀察需要在空間中旋轉，便于連續、系統地進行用戶對感興趣的部分進行觀察和分析。掃描電鏡拍攝的圖像真實、清晰、立體感十足，已廣泛應用于新型陶瓷材料三維微觀結構的觀察和研究。

由于掃描電鏡可以利用多種物理信號對樣品進行綜合分析，并具有直接觀察較大樣品、放大范圍廣、景深大的特點，當陶瓷材料處于不同的外部條件和化學環境時，掃描電子顯微鏡在其微觀結構分析和研究方面也顯示出很大的優勢。

掃描電鏡優勢主要表現在：

(1) 機械載荷作用下的微觀動力學（裂紋擴展）研究；

(2) 加熱條件下晶體合成、氣化和聚合的研究；

(3) 晶體生長機理、生長步驟、缺陷和位錯的研究；

(4) 晶體非均勻性、殼核結構、包絡結構的成分研究；

(5) 化學環境等中晶粒相組成差異的研究。

2、納米尺寸研究

納米材料是納米科學技術基本的組成部分，只有幾納米的"粒子"可以通過物理、化學和生物方法制備。納米材料應用廣泛。例如，陶瓷材料一般具有硬度高、耐磨、耐腐蝕等優點。納米陶瓷還可以在一定程度上增加韌性，改善脆性。納米級、納米級等新型陶瓷納米材料也是一個重要的應用領域。納米材料的所有獨特性主要源于其納米尺寸。因此，要準確知道其尺寸，否則納米材料的研究和應用將失去基礎。縱觀目前國內外的研究現狀和更新成果，該領域的檢測方法和表征方法可采用透射電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等技術，但高分辨率掃描電子顯微鏡的觀察和尺寸檢測由于其簡單性和可操作性的優點而被廣泛使用。此外，如果將掃描電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡結合起來，可以將普通的掃描電子顯微鏡升級為高分辨率的掃描電子顯微鏡。

ZEM臺式掃描電鏡

隨著現代科技的發展，掃描電鏡的其他組合分析功能也相繼出現，如微熱臺和冷臺系統，主要用于觀察和分析材料在加熱過程中微觀結構的變化和冷凍；平臺系統主要用于觀察和分析受力過程中發生的微觀結構變化。掃描電鏡結合其他設備的新分析功能，在新材料、新工藝的探索和研究中發揮著重要作用。希望以上的介紹能對大家有所幫助。

文章來源：麥迪森Madison