掃描電子顯微鏡應(yīng)用有哪些？微觀結(jié)構(gòu)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(tǒng)、電子槍系統(tǒng)、電子收集系統(tǒng)和觀察記錄系統(tǒng)，以及相關(guān)的電子系統(tǒng)。現(xiàn)在公認(rèn)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(gè)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(yīng)用。

1、微觀結(jié)構(gòu)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(tuán)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(jié)構(gòu)的方法。樣品無需制備，放入樣品室即可直接放大觀察；同時(shí)，掃描電子顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)測試。對(duì)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(dòng)，還可以根據(jù)觀察需要在空間中旋轉(zhuǎn)，便于連續(xù)、系統(tǒng)地進(jìn)行用戶對(duì)感興趣的部分進(jìn)行觀察和分析。掃描電鏡拍攝的圖像真實(shí)、清晰、立體感十足，已廣泛應(yīng)用于新型陶瓷材料三維微觀結(jié)構(gòu)的觀察和研究。

由于掃描電鏡可以利用多種物理信號(hào)對(duì)樣品進(jìn)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(diǎn)，當(dāng)陶瓷材料處于不同的外部條件和化學(xué)環(huán)境時(shí)，掃描電子顯微鏡在其微觀結(jié)構(gòu)分析和研究方面也顯示出很大的優(yōu)勢。

掃描電鏡優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

(1) 機(jī)械載荷作用下的微觀動(dòng)力學(xué)（裂紋擴(kuò)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(jī)理、生長步驟、缺陷和位錯(cuò)的研究；

(4) 晶體非均勻性、殼核結(jié)構(gòu)、包絡(luò)結(jié)構(gòu)的成分研究；

(5) 化學(xué)環(huán)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(xué)技術(shù)基本的組成部分，只有幾納米的"粒子"可以通過物理、化學(xué)和生物方法制備。納米材料應(yīng)用廣泛。例如，陶瓷材料一般具有硬度高、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。納米陶瓷還可以在一定程度上增加韌性，改善脆性。納米級(jí)、納米級(jí)等新型陶瓷納米材料也是一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。納米材料的所有獨(dú)特性主要源于其納米尺寸。因此，要準(zhǔn)確知道其尺寸，否則納米材料的研究和應(yīng)用將失去基礎(chǔ)。縱觀目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和更新成果，該領(lǐng)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(shù)，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(yōu)點(diǎn)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(jié)合起來，可以將普通的掃描電子顯微鏡升級(jí)為高分辨率的掃描電子顯微鏡。

ZEM臺(tái)式掃描電鏡

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，掃描電鏡的其他組合分析功能也相繼出現(xiàn)，如微熱臺(tái)和冷臺(tái)系統(tǒng)，主要用于觀察和分析材料在加熱過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化和冷凍；平臺(tái)系統(tǒng)主要用于觀察和分析受力過程中發(fā)生的微觀結(jié)構(gòu)變化。掃描電鏡結(jié)合其他設(shè)備的新分析功能，在新材料、新工藝的探索和研究中發(fā)揮著重要作用。希望以上的介紹能對(duì)大家有所幫助。

文章來源：麥迪森Madison