SEM掃描電鏡塊狀樣品如何正確制備

掃描電鏡是材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域重要的表征工具，而塊狀樣品的制備質(zhì)量直接影響成像效果。本文從實(shí)際操作出發(fā)，結(jié)合導(dǎo)電處理、固定技巧及常見問題解析，為您提供一套完整的制備方案。

一、制備前的核心準(zhǔn)備

1.1 明確觀察目標(biāo)

表面形貌：需保留樣品原始結(jié)構(gòu)，避免過度處理。

成分分析：需確保樣品干燥且無污染，避免干擾能譜（EDS）結(jié)果。

特殊需求：如磁性樣品需提前消磁，生物樣品需快速固定以防止形態(tài)變化。

1.2 工具與材料清單

二、分步制備流程

2.1 樣品切割與清洗

切割：

使用精密切割機(jī)將塊狀樣品裁至≤1cm3，避免機(jī)械損傷。

生物組織建議采用“灌流清洗法”：通過動脈灌注生理鹽水清除血液，再取材。

清洗：

超聲清洗：頻率≤40kHz，時間≤5分鐘，避免樣品破碎。

化學(xué)清洗：丙酮/乙醇擦拭，去除氧化層或油脂。

2.2 固定與脫水

前固定：

生物樣品：2.5%戊二醛（pH7.2-7.4）浸泡2小時，4℃保存。

非生物樣品：跳過此步，直接進(jìn)入脫水。

脫水：

梯度乙醇脫水：30%→50%→70%→80%→90%→****（每次15分鐘）。

臨界點(diǎn)干燥：液態(tài)CO?替代乙醇，避免表面塌陷（尤其適用于柔性材料）。

2.3 導(dǎo)電處理與固定

導(dǎo)電涂層：

真空濺射鍍膜：厚度5-20nm，金（Au）或鉑（Pt）適用于高分辨率成像，碳（C）適用于能譜分析。

液體導(dǎo)電膠：半浸沒固定粉末樣品，提升導(dǎo)電性。

樣品固定：

導(dǎo)電膠帶法：適用于金屬等導(dǎo)電樣品，粘貼后輕壓確保無氣泡。

碳膠/銀膠加固：非導(dǎo)電樣品需在四周刷膠，防止電荷積累。

三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

3.1 樣品尺寸與形態(tài)

尺寸限制：樣品高度≤1.5cm（物鏡調(diào)節(jié)范圍），平面面積≤1cm2。

形狀優(yōu)化：尖銳邊緣需打磨，避免電子束散射干擾成像。

3.2 干燥與污染控制

徹底干燥：生物樣品建議臨界點(diǎn)干燥，非生物樣品可60℃烘箱干燥。

無塵操作：佩戴無粉手套，使用鑷子取樣，避免汗液/油脂污染。

3.3 特殊樣品處理

磁性樣品：提前消磁，或使用專用樣品臺（如新威研選SEM氣氛保護(hù)臺）。

低電壓模式：對高分子/生物樣品，降低加速電壓（1-5kV）減少輻射損傷。

四、常見問題與解決方案

正確制備SEM掃描電鏡塊狀樣品需兼顧操作規(guī)范與細(xì)節(jié)優(yōu)化。通過嚴(yán)格控制切割、固定、導(dǎo)電處理等環(huán)節(jié)，并針對性解決電荷積累、干燥變形等常見問題，可顯著提升成像質(zhì)量。本文提供的分步指南與優(yōu)化建議，旨在為科研工作者與技術(shù)工程師提供實(shí)用參考。