【摘要】 科学指南针可为您提供扫描电子显微镜(SEM)服务,扫描电子显微镜(SEM) 是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种观察手段,是一种大型分析仪器, 它广泛应用于观察各种固态物质的表面超微结构的形态和组成。

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扫描电镜以其超高的分辨率,良好的景深及简易的操作等优势在材料学、物理学、化学、生物学、医学、地矿学、考古学、食品学、微电子工业以及刑事侦查等领域有广泛的应用。它可以对组织进行形貌分析,断口分析,元素定性和定量分析以及晶体结构分析,现将扫描电镜在各领域的具体应用总结如下。

 

(1)纳米材料:SEM可直接观察纳米材料的结构,颗粒尺寸、分布、均匀度及团聚情况,结合能谱还能对纳米材料的微区成分进行分析,确定纳米材料的组成。利用SEM分析纳米材料,可建立起纳米材料种类、微观形貌与宏观性质之间的联系,对于改进合成条件,制备出具有优异性能的纳米材料有很重要的指导意义。

 

(2)高分子材料:SEM可直接观察高分子材料(如均聚物、共聚物及共混物)的粒、块、纤维、膜片及其制品的微观形貌,粉体颗粒及纤维等增强材料在母体中的分散情况。另外,SEM还能观察高分子材料在老化、疲劳、拉伸及扭转等情形下断口断裂和扩散的情况,为分析断裂的起因,断裂方式及机理提供帮助。

 

(3)金属材料:SEM可对金属材料的微观组织(如马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体等)进行显微结构及立体形态的分析。同时,SEM还可对金属材料表面的磨损、腐蚀以及形变(如多晶位错和滑移等)进行分析;对金属材料断口形貌进行观察,揭示断裂机理(解理断裂、准解理断裂、韧窝断裂、沿晶断裂、疲劳断裂);对钢铁产品质量和缺陷分析(如气泡,显微裂纹及显微缩孔)。另外,SEM结合能谱可测定金属及合金中各种元素的偏析,对金属间化合物相、碳化物相、氮化物相及铌化物相等进行观察和成分鉴定;对钢铁组织中晶界处夹杂物或第二相观察以及成分鉴定;对零部件的失效分析(如畸变失效、断裂失效、磨损失效和腐蚀失效)以及失效件表面的析出物和腐蚀产物的鉴别。此外,对于抛光后的金属样品,SEM结合EBSD可进一步对晶体结构进行解析。

 

(4)陶瓷材料:SEM可对陶瓷材料的原料,成品的显微结构及缺陷等进行分析,观察陶瓷材料中的晶相,晶体大小,杂质,气孔及孔隙分布情况,晶粒的取向以及晶粒的均匀度等情况。

 

(5)生物材料:SEM可用于观察生物活性钛材料和生物陶瓷材料以及这些材料经过特殊处理后的表面形貌以及羟基磷灰石或细胞在这些材料表面的生长情况。此外,SEM还能用于观察水凝胶的空洞结构,胶原的纤维结构,人工骨的孔分布情况以及磁性生物显影材料的尺度及包覆情况等,为改善合成工艺,制备性能优异的生物材料提供依据。

 

(6)通过对材料表面进行处理(如沉积不同成分、形貌和厚度的膜层,对表面进行光刻蚀等),能有效改善材料的硬度、光学等物理性能。利用SEM可观察镀膜的表面形貌、断口膜层的形貌以及测量膜厚;可观察样品经光刻蚀后的表面形貌等。

 

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