扫描镜

上一篇文章中（扫描电镜选型指南【上】）我们就放大倍数、分辨率和电子源这三个方面，讲解了扫描电镜的基本性能。这篇文章将继续围绕台式扫描电镜的基本性能以及设备性能拓展和用户体验为大家提供足够的信息来选择最适合您需求的电子显微镜。

扫描电镜主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。扫描电子显微镜可以观察到样品表面的微观结构，从微观结构出发来分析一下锂电池负极材料的内部结构。

扫描电镜作为微观形貌物证对司法鉴定至关重要，案发现场采集的物证材料通常是微量的。物证材料成分各异，种类繁多，考虑到“先无损，再有损”的检测原则，扫描电镜结合能谱结果分析成为一种良好的选择。

新型的一种节能建筑材料设计，是在一种无机材料里面填充石蜡来保持建筑的恒温以及防水作用，这个效果的好坏与无机材料的孔隙率和孔隙大小有关系，也与石蜡在这种材料中的填充情况有关系。所以，必须使用到扫描电镜来观察样品填充的微观情况。原本认为扫描电镜就是一个观察微观形貌的工具，制备好样品就能够得到理想的结果了，结果上机一看，就颠覆了简单的思维，结局并不是想象的那样̷̷上图：

传统意义上来说扫描电镜即是新型的电子光学仪器。它具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中。随着各个学科的深入交叉，不同的需求越来越多，扫描电镜的附加功能也越来越多，例如，在扫描电镜上增加阴极荧光（CL）、冷热台、EBSD、电极插件等等，这些一般都是应用于科研工作中，而除此之外的针对不同样品的特殊要求的拓展却并不多。在台式扫描电镜中却有专门针对客户不同需求所设计的不同专业的软件，对于不同类型样品和要求的客户来说，大大提高了扫描电镜的拓展功能和使用效率，可以解决许多实际问题，因此在各行各业中应用越来越广泛。

扫描电镜（SEM）用电子束扫描样品表面，收集携带电子束与样品相互作用信息的反射电子。如果样品仓内残留有空气，空气原子与电子束相互作用，部分偏转电子，并在图像上增加噪声。这就是扫描电镜成像前必须达到一定真空度的原因。但是，虽然高的真空对于准确的分析来说是至关重要的，但它也会对某些类型的材料成像产生负面影响，例如含有水分的样品。阅读这篇博客，了解如何在扫描电镜的真空环境中观察对真空敏感的样品，并保持样品结构完整。

扫描电镜作为一种基础显微成像工具，因具有超高的放大能力，从而被高校、科研院所、材料研发和质量分析部门广泛用于研发、生产过程。相比于光学放大器件，扫描电子显微镜使用电子束进行成像，放大、分辨能力比光学显微镜有非常大的提升。

通过之前的 “如何通过选择加速电压来提高扫描电镜的图像质量” 与 “样品导电性对扫描电镜成像的影响” 这两篇文章，大家都了解了加速电压与样品导电性对图像的成像质量有非常大的影响。其实，除了加速电压与样品的导电性，电镜的束流强度、图像亮度对比度、图像像散等都会影响扫描电镜图像的成像质量。今天，这篇文章将围绕如何选择束流强度，提高样品的成像质量。

扫描电镜主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。扫描电子显微镜可以观察到样品表面的微观结构，从微观结构出发来分析一下种植牙钉材料的表面情况。

扫描电子显微镜是观察物质微观表面形貌的主要工具，它主要由真空系统、电子光学系统、图像系统和控制系统组成。现代扫描电子显微镜图像显示系统和控制系统都已经实现PC控制下的数字化，同时增加了图像处理功能，能够容易的与通用软件相结合，方便编辑报告、论文和信息传送。对于早期模拟图像系统和专用计算机控制的数字图像系统的扫描电子显微镜可以通过外接计算机图像采集系统实现模拟图像数字化，或图像系统数字化。什么是模拟图像数字化？就是将获取的图像模拟信号经过模数转换器（ADC）变成数据输入到计算机中存储、显示和处理。根据这种原理制成的图像系统，就是我们常说的被动式图像系统。其优点：采集卡电路简单，价格便宜。缺点：安装、调试困难，因为它需要和扫描电子显微镜的扫描系统同步，所以要改变原扫描电子显微镜内部电路，稍不小心就会造成事故，给扫描电子显微镜带来硬伤。另外，由于不能和扫描电子显微镜扫描真正同步，采集到的图像变形，最为明显的是圆变为椭圆，同时不能实时处理，只有将采集到的图像存储以后进行处理，才可以输出。什么是图像系统数字化？用数字扫描系统替代模拟扫描系统，由此获取的图像信号数据，完全对应电子束扫描点上的样品信息，图像显示分辨率对应电子束在样品上扫描过的行和列的点数，图像扫描和图像显示全数字化。需要说明的是现代数字扫描电子显微镜自定义分辨率值为：1024×1024，这是一个最佳值（从采集速度和分辨率两方面考虑），这和被动式图像系统所谓的图像分辨率不是一个概念。我们称这样的系统为主动式图像系统，国外升级扫描电子显微镜也是采用此种方法。其优点：图像质量高，速度快，不会产生图像变形等问题，安装简单，因为所有扫描电子显微镜都预留有外部图像控制接口，当外部控制信号到来时，内部扫描部分自动被旁路，显示部分被消隐，不需要改变任何内部电路结构。缺点：采集卡电路复杂，成本高。 综述，以上介绍了两种扫描电子显微镜改造图像系统的方法，最主要的区别在于是“被动式图像系统”还是“主动式图像系统”上，其中主动式图像系统是近年来国际上普遍使用的，因为被动式图像系统是一种早期图像数字化过渡产品，所谓的图像分辨率实质上是模拟信号取样点数，并非数字图像分辨率，像质较差，而主动式图像系统标称的分辨率才真正是数字图像分辨率，可以有效提高图像质量。

扫描电镜作为一种常用的显微分析工具，可以对各类金属断口进行观察，进行断口类型的判定、形貌的分析、失效分析等研究。随着扫描电镜功能的不断完善和提升，扫描电镜能够完成的工作也越来越多，不仅为改善材料性能的研究提供了可靠依据，同时也在生产工艺控制、新产品设计和研究等方面发挥了重要作用。

如果您需要优质的扫描电镜（SEM）图像，样品制备至关重要。每个扫描电子显微镜都配有样品杯或载物台，使样品可以载入其中。

迁钢公司质检站引进了一台扫描电镜及能谱仪，本文重点介绍了扫描电镜与能谱仪的工作原理与应用，以及对试验样品的要求和身背的安装与验收的程序。

随着荧光蛋白的使用增加，荧光成像技术已经成为一个重要的应用。此外，电子显微镜能够提供高分辨率的观察， 透射电子显微镜（TEM）能够观察薄片样品的结构，而扫描电镜（SEM）常用来观察样本表面的形貌。多年来，植物科学和扫描电镜一直是密切相关的。这篇博客将会告诉你如何使用扫描电镜，以及它的优势和面临的挑战。需要注意的是，相比工业制造中的应用，扫描电镜不仅可以用于研究解剖学和生理学，还可以分析植物成分，如纤维。

使用扫描电子显微镜，可观察不同植物孢子的表面结构特征。而使用高亮度肖特基晶体为电子源的场发射扫描电子显微镜，在高分辨率和低图像噪声方面的突出特点使之特别适合应用于植物孢子的细节观察与研究。本文中，采用TESCAN公司高分辨肖特基灯丝的MIRA3型场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）对四种金鱼藻的孢子形貌进行了观察表征。

扫描电镜作为一种有效的显微结构分析工具，可以对各种材料进行多种形式的表面形貌的观察与分析。他具有分辨率高、景深长、成像富有立体感等优点。利用扫描电镜的图像研究法分析显微结构，其内容丰富、方法直观。随着现代生活对新型建材的需求不断增长，扫描电镜显微测试技术在无机非金属材料学科领域中的应用也日益广泛。

随着近几年扫描电镜台式化，桌面化，电镜的操作维护也越来越简便，材料研发及品质控制方面，扫描电镜的使用率越来越高。锂电材料供应厂家在材料出厂后，材料各项指标如何，可以通过扫描电镜等仪器检测，是否在合理的波动范围内，应当有清晰的报告，并详细地告知电池厂。电池厂可配备扫描电镜、激光粒度分析仪等齐全的检测设备，建立材料分析数据库，形成自己的评价体系，从而有足够能力选择及鉴别适合电池生产的材料。如此，双方都能在锂电材料上把好关，创造出最佳的经济效益。锂离子电池的四大关键材料为正极材料、负极材料、电解液以及隔膜：

扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像，所成的像立体感强，比较直观，其附件能谱仪可对微区进行化学成分分析。随着科学技术的迅猛发展，犯罪分子作案的手段越来越技能化。在许多重大刑事案件中，微量物证是犯罪分子最容易忽略的，扫描电镜在此发挥功效。

在食品科学领域中，研究人员面临着许多不同的、具有挑战性的显微任务：从颗粒和纤维分析，到食品保存、食品微生物和食品病原体。食品科学研究和扫描电镜（SEM）一直具有很强的相关性。扫描电镜（SEM）可以用于各种各样的领域研究，从草药到水果，从加工食品到自然成分。这篇博客可以帮助了解如何使用扫描电镜（SEM），以及它所带来的好处和挑战。

在研究开发新药剂时，对于载药微球的性质参数表征至关重要，一般采用扫描电镜（SEM）来表征。EM科特台式扫描电镜拥有高分辨率及简单快速的操作方式，能快速帮助用户找到想要观测的理想区域。

飞纳电镜每天都会与各种新样品打交道，千奇百怪的样品也层出不穷，为了给大家在科研之余带来一些欢乐，我们特此开辟扫描电镜“奇葩样品”栏目，展示一些有趣的样品。

随着近几年扫描电镜台式化、桌面化，电镜的操作维护越来越简便，材料研发及品质控制方面，电镜的使用率也越来越高，而太阳能工厂工艺，组件，品保及研发等部门可配备扫描电子显微镜，建立材料分析数据库，形成自己的评价体系，从而有足够能力选择及鉴别来料的合格率，产品的良率等。

如今，分析测试要求出数据快速、准确、稳定。但在某些应用场景下（如地质勘察、野外考古、环境监测等），需要将样品送至现场外实验室，等待数天、甚至数月才能获得关键数据，这对实验进度或现场安全应急等产生影响。针对现场分析的特殊要求及工况特点，飞纳电镜开发了车载移动式扫描电镜。

样品制备在扫描电镜分析中占有重要地位，它关系到微观图像的观察效果。如果制备的样品不适用于扫描电镜的观察条件，则很难拍摄出好的图像。众所周知，理想的扫描电镜样品一定是导电性非常好的，例如金颗粒、锡球等金属类材料。对于不导电的样品，如生物材料、纸张、塑料和陶瓷等，容易造成放电、图像漂移等现象，这些都是荷电效应产生的。

在食品科学领域中，研究人员面临着许多不同的、具有挑战性的显微任务：从颗粒和纤维分析，到食品保存、食品微生物和食品病原体。食品科学研究和扫描电镜（SEM）一直具有很强的相关性。扫描电镜（SEM）可以用于各种各样的领域研究，从草药到水果，从加工食品到自然成分。这篇博客可以帮助了解如何使用扫描电镜（SEM），以及它所带来的好处和挑战。

在焊接领域中，为了实现焊接工艺优化、焊件质量把控等工作，通常会使用扫描电镜（SEM）介入研发。焊接工艺参数如功率、起弧时间、工作距离、送丝速度、保护气流速等参数的变化会直接对焊件质量产生影响，因此，使用扫描电镜（SEM）对样品进行实时观察，对焊接工艺参数的及时调整和工艺改进过程将大有帮助。通常，扫描电镜（SEM）可以帮助焊接领域研究人员实现以下功能。

在石油行业中，部分研究员需要分析研究凝胶的结构特征，观察凝胶中的纤维结构，组成形态，以及由哪些成分组成的。凝胶都是含水样品，含水量基本都在 90% 以上，有些类似清液，有些类似果冻状，常规的扫描电镜都是无法观测含水样品，但是如果把这些含水凝胶干燥处理后再观测，里面的结构又都被破坏了。如何实现扫描电镜观察含水样品，飞纳台式扫描电镜有一款特殊的样品杯可以实现这一要求。

电子显微镜已经成为表征各种材料的有力工具。 它的多功能性和极高的空间分辨率使其成为许多应用中非常有价值的工具。 其中，两种主要的电子显微镜是透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。 在这篇博客中，将简要描述他们的相似点和不同点。

扫描电镜（SEM）是一种用途广泛的科学仪器，它可以根据用户的需求提供样品不同类型的信息。在这里我们将阐述在扫描电镜（SEM）中产生的不同类型的电子，它们是如何被检测出来的，以及它们可以提供的信息等。

用户在使用扫描电镜过程中，通常需要对粉末微颗粒样品、晶相样品、医学组织细胞的几何扫描电镜呈像时多采用的是二次电子或者背散射电子，获取的图像都是二维图像，但是在很多时候对于表面不平整的样品我们需要了解它在Z方向上的衬度，例如断口样品的表面轮廓、粗糙度或者某一特征区域的高度等等。在TESCAN 扫描电镜上可以搭载3D测量功能，通过电子束的摇摆或者样品台的摇摆获得同一个位置两张或者三张不同角度的照片，利用三维重构算法实现扫描二维向三维的转换，从而对样品进行三维成像。它对于失效分析类似的工作具有很大的帮助。