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扫描电镜可以分析金属材料表面磨损,腐蚀和形变(例如多晶位错与滑移)情况; 观察金属材料的断口形貌,揭示其断裂机理(解理断裂,准解理断裂,韧窝断裂,沿晶断裂,疲劳断裂); 钢铁产品质量与缺陷分析(例如气泡、显微裂纹、显微缩孔等)

扫描电镜在生物医学领域有广泛的应用,主要应用于细胞或组织样本表面超微结构的观察分析,例如细胞表面结构,气管,肠道,皮肤、纳米药物、生物医学材料、细菌、真菌等。

扫描电镜能分析矿物表面形貌,组织和组成。通过扫描电镜(SEM)观测矿物微区变化能为矿物成岩环境与历史演化分析提供证据;能观测粘士矿物形态,分布,性质与共生组合等特征,为粘土矿物成因与地球化学背景分析奠定基础;能分析储集岩矿物组成,结构构造,孔隙类型与成因等特征,并为储层优劣评价提供参考。

扫描电镜结合能谱可以对出土的文物进行无损的显微结构分析和化学成分鉴定。它可对金币、银币和铜币表面进行分析,确定其金、银和铜纯度及含量,为分析当时的铸造工艺提供证据;可分析古字画、窑胎釉所用颜料的种类和配比。为进一步判断其来源和破解制备工艺提供参考;可分析织物,判定织物材质,织法工艺,为织物的保护和修复提供有力帮助

扫描电镜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,扫描电镜还能用于观察水凝胶的孔洞结构,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,制备性能的生物材料提供了依据。如图6所示,显示的是钛片经不同方法处理后在表面生长羟基磷灰石的情况。

扫描电镜主要用于:观察纳米材料,材料断口的分析,直接观察原始表面,观察厚试样,观察各个区域的细节,大视场低放大倍数观察,从高到低倍的连续观察,观察生物试样,进行动态观察,从形貌获得资料等等。

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