掃描電鏡主要應用于對樣品微區(qū)形貌，結構與組成進行觀察與分析。它以分辨率高，景深好和操作簡單而被廣泛應用與材料學，物理學，化學，生物學，考古學，地礦學和微電子工業(yè)
掃描電鏡能分析礦物表面形貌，組織和組成。通過掃描電鏡（SEM）觀測礦物微區(qū)變化能為礦物成巖環(huán)境與歷史演化分析提供證據(jù)；能觀測粘士礦物形態(tài)，分布，性質與共生組合等特征，為粘土礦物成因與地球化學背景分析奠定基礎；能分析儲集巖礦物組成，結構構造，孔隙類型與成因等特征，并為儲層優(yōu)劣評價提供參考。
掃描電鏡可用于觀察生物活性鈦材料和生物陶瓷材料以及這些材料經(jīng)過特殊處理后的表面形貌以及羥基磷灰石或細胞在這些材料表面的生長情況。
此外，掃描電鏡還能用于觀察水凝膠的孔洞結構，膠原的纖維結構，人工骨的孔分布情況以及磁性生物顯影材料的尺度及包覆情況等，為改善合成工藝，制備性能的生物材料提供了依據(jù)。如圖6所示，顯示的是鈦片經(jīng)不同方法處理后在表面生長羥基磷灰石的情況。
掃描電鏡的工作原理 在高壓作用下，由于熱陰極發(fā)射出的電子經(jīng)陰極、柵極、陽極之間的電場聚焦、加速，在柵極與陽極之間形成一個具有很高能量的電子束斑，稱之為電子源。這個電子束斑再經(jīng)聚光鏡壓縮，會聚成極細的電子束并聚焦在樣品表面上，這個高能量細聚焦的電子束在掃描線圈的作用下，在樣品表面上進行掃描，與樣品相互作用，激發(fā)出各種物理信號。各種物理信號的強度與樣品的表面特征相關，可以用相應的探測器分別對其檢測、放大、成像，用于各種微觀分析。掃描電子顯微鏡主要收集的信號是二次電子和倍射電子。
掃描電鏡的特點是：
①、觀察試樣為不同大小的固體（塊狀、薄膜、顆粒），并可在真空中直接進行觀察。
②、試樣應具有良好的導電性能，不導電的試樣，其表面一般需要蒸涂一層金屬導電膜。
③、試樣表面一般起伏（凹凸）較大。
④、觀察方式不同，制樣方法有明顯區(qū)別。
⑤、試樣制備與加速電壓、電子束流、掃描速度（方式）等觀察條件的選擇有密切關系。
掃描電鏡主要用于：觀察納米材料，材料斷口的分析，直接觀察原始表面，觀察厚試樣，觀察各個區(qū)域的細節(jié)，大視場低放大倍數(shù)觀察，從高到低倍的連續(xù)觀察，觀察生物試樣，進行動態(tài)觀察，從形貌獲得資料等等。
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