扫描电镜（SEM）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。质海检测机构，质海检测报告

一、扫描电镜测试的优点

①有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；分辨率高，表面扫描二次电子成像的分辨率已经达到100埃;

②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；

③试样制备简单，样品的电子损伤小。

④可同时进行显微形貌观察和微区成分分析。目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析

所以SEM在高分子材料学，生物学，医学，冶金学等等学科领域中发挥了重要的作用，它是当今十分有用的科学研究仪器。

二、扫描电镜测试原理：

用电子束在样品上扫描，入射电子撞击样品表面原子的外层电子，把它激发出来，就形成二次电子，二次电子被探测器接收，通过信号处理并调制显示器上一个像素发光，（由于电子束斑直径是纳米级别，而显示器的像素是100微米以上，这个100微米以上像素所发出的光，就代表样品上被电子束激发的区域所发出的光。）实现样品上这个物点的放大，便实现这个样品区域微观形貌的放大成像。二次电子的强度主要与样品表面形貌有关。

三、结构:由3个部分组成:真空系统，电子束系统，成像系统。

a.真空系统

真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。真空柱是一个密封的柱形容器。

真空泵用来在真空柱内产生真空。

电子束系统中的灯丝在普通大气中会迅速氧化而失效，所以在使用SEM时需要用真空，或以纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。为了增大电子的平均自由程，从而使得用于成像的电子更多。

b.电子束系统

电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成，主要用于产生一束能量分布极窄的，电子能量确定的电子束用以扫描成像。

c.成像系统

成像系统和电子束系统均内置在真空柱种。真空柱底端用于放置样品。

四、扫描电镜测试参数:

a.分辨率

SEM的分辨率主要受到电子束直径的限制，这里电子束直径指的是聚焦后扫描在样品上的照射点的尺寸。对同样品距的二个颗粒，电子束直径越小，越得到好的分辨效果，电子束直径越小，信噪比越小。

b.放大倍数

在显像管中电子束在荧光屏上大扫描距离和在镜筒中电子束针在试样上大扫描距离的比值

c.焦深

SEM的焦深是较好光学显微镜的300-600倍。焦深大意味着能使不平整性大的表面上下都能聚焦。

d.工作距离

从物镜到样品高点的垂直距离。

如果增加工作距离，可以在其他条件不变的情况下获得更大的场深。如果减少工作距离，则可以在其他条件不变的情况下获得更高的分辨率。通常使用的工作距离在5mm-10mm之间。

e.作用体积

电子束不仅仅与样品表面原子发生作用，它实际上与一定厚度范围内的样品原子发生作用，所以存在一个作用“体积”。作用体积的厚度因信号的不同而不同。

五、扫描电镜测试样品制备:

a.金属涂层法

应用对象是导电性较差的样品，如高聚物材料，在进行扫描电子显微镜观察之前必使样品表面蒸发一层导电体，目的在于消除荷电现象，提高样品表面二次电子的激发量，并减小样品的辐射损伤。

b.离子刻蚀法

应用对象是包含结晶相和非晶相两个组成部分的样品。它是利用离子轰击样品表面时，由于两相被离子作用的程度不同，而暴露出晶区的细微结构。

c.化学刻蚀法

应用对象同于离子刻蚀法，包括溶剂和酸刻蚀两种方法。

酸刻蚀是利用某些氧化性较强的溶液，如发 烟 硝酸，高锰酸钾等处理样品表面，使其中一个相氧化断链而溶解，而暴露出晶相的结构。

溶剂刻蚀是用某些溶剂选择溶解高聚物材料的一个相，而暴露出另一相的结构。