掃描電子顯微鏡（ScanningElectronMicroscope，SEM）作為材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的核心分析工具，其穩(wěn)定運(yùn)行與精準(zhǔn)操作直接影響科研與生產(chǎn)的效率。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從操作流程、維護(hù)要點(diǎn)到故障排查，系統(tǒng)梳理SEM的使用與維護(hù)邏輯，為從業(yè)者提供實(shí)用參考。一、使用流程：從準(zhǔn)備到成像的標(biāo)準(zhǔn)化操作（一）開(kāi)機(jī)前的環(huán)境與樣品準(zhǔn)備SEM對(duì)環(huán)境條件敏感，開(kāi)機(jī)前需確認(rèn)：環(huán)境參數(shù)：室溫保持20–25℃，相對(duì)濕度控制在40–60%，避免強(qiáng)電磁干擾（如遠(yuǎn)離大型設(shè)備），供電需穩(wěn)定（建議配備穩(wěn)壓電源）。樣品預(yù)處理：導(dǎo)電樣品（如金屬、碳材料）可直接裝載；非導(dǎo)電樣品（如生物組織、聚合物）需進(jìn)行導(dǎo)電處理（如噴金/噴碳，厚度5–10nm為宜），且樣品需充分干燥（含水樣品易損壞真空系統(tǒng)）。儀器外觀檢查：確認(rèn)樣品室無(wú)殘留碎屑，電子槍腔門(mén)密封良好，真空泵油位在視窗中線(xiàn)附近。（二）開(kāi)機(jī)與真空建立1.低真空啟動(dòng)：打開(kāi)總電源后，啟動(dòng)機(jī)械泵（或渦輪分子泵前級(jí)泵），待真空度降至10?2Pa量級(jí)（不同機(jī)型略有差異），啟動(dòng)渦輪分子泵（若為場(chǎng)發(fā)射SEM，需等待泵速穩(wěn)定）。2.電子槍激活：真空達(dá)標(biāo)后，按儀器操作手冊(cè)逐步啟動(dòng)電子槍?zhuān)ㄦu絲槍需預(yù)熱，場(chǎng)發(fā)射槍需等待“就緒”指示燈亮起）。3.校準(zhǔn)與初始化：開(kāi)機(jī)后首次使用需執(zhí)行“束對(duì)齊”“像散校正”等初始化程序（部分儀器支持自動(dòng)校準(zhǔn)）。（三）成像操作的關(guān)鍵技巧參數(shù)設(shè)置邏輯：加速電壓（kV）選擇需平衡分辨率與樣品損傷（如生物樣品用5–10kV，金屬材料可用20–30kV）；工作距離（WD）建議在8–15mm間，兼顧景深與分辨率；束流（probecurrent）需根據(jù)成像需求調(diào)整（高束流提升亮度，低束流優(yōu)化分辨率）。圖像優(yōu)化步驟：先通過(guò)“聚焦”旋鈕使樣品細(xì)節(jié)清晰，再用“消像散”功能消除圖像畸變（可借助“Fourier濾波”輔助判斷像散方向）；拍照時(shí)建議保存原始格式（如TIFF），并記錄成像參數(shù)（便于后期復(fù)現(xiàn)）。樣品臺(tái)操作規(guī)范：移動(dòng)樣品臺(tái)時(shí)需確認(rèn)“Z軸高度”（避免碰撞物鏡），傾斜樣品（如觀察斷口）時(shí)角度不超過(guò)70°（防止樣品脫落或遮擋二次電子探測(cè)器）。二、維護(hù)體系：預(yù)防性保養(yǎng)與周期性檢修（一）日常維護(hù)：每日/每周必做事項(xiàng)樣品室清潔：成像結(jié)束后，用無(wú)塵棉簽蘸取無(wú)水乙醇（或?qū)Ｓ们鍧崉┣謇順悠放_(tái)、載物盤(pán)的殘留碎屑；若樣品室污染嚴(yán)重（如噴金顆粒附著），可拆下樣品臺(tái)用超聲清洗（干燥后再裝回）。真空系統(tǒng)監(jiān)測(cè)：每日記錄真空度曲線(xiàn)（機(jī)械泵油乳化、密封圈老化會(huì)導(dǎo)致真空上升緩慢）；每周檢查真空泵油（油色發(fā)黑或乳化時(shí)需更換，換油前需排空舊油并清潔泵腔）。電子槍與透鏡維護(hù)：避免頻繁開(kāi)關(guān)電子槍?zhuān)ㄦu絲槍每次啟動(dòng)會(huì)消耗燈絲壽命）；若發(fā)現(xiàn)束斑不穩(wěn)定，檢查電子槍“燈絲電流”是否漂移（需專(zhuān)業(yè)人員校準(zhǔn)）。（二）周期性維護(hù)：月度/季度/年度計(jì)劃月度保養(yǎng)：清潔二次電子探測(cè)器（SED）或背散射探測(cè)器（BSD）的窗口（用氮?dú)獯等セ覊m，避免用棉簽觸碰）；檢查儀器散熱風(fēng)扇（堵塞會(huì)導(dǎo)致部件過(guò)熱）。季度檢修：校準(zhǔn)樣品臺(tái)移動(dòng)精度（用標(biāo)準(zhǔn)格柵樣品測(cè)試X/Y軸重復(fù)定位誤差）；更換機(jī)械泵油霧過(guò)濾器（防止油霧進(jìn)入真空腔）。年度維護(hù)：由廠家工程師執(zhí)行電子槍燈絲更換（鎢絲槍壽命約200小時(shí)，LaB?槍約1000小時(shí)，場(chǎng)發(fā)射槍需根據(jù)電流衰減情況判斷）；對(duì)透鏡系統(tǒng)進(jìn)行“消像散校準(zhǔn)”與“束斑尺寸測(cè)試”，確保分辨率達(dá)標(biāo)。三、故障排查：典型問(wèn)題的診斷與解決（一）圖像質(zhì)量異常模糊或畸變：先檢查物鏡是否污染（用高倍鏡觀察“碳膜標(biāo)樣”，若邊緣模糊則需清潔物鏡）；再執(zhí)行“自動(dòng)消像散”（若手動(dòng)消像散，需在不同放大倍數(shù)下反復(fù)調(diào)整）；非導(dǎo)電樣品需重新噴金（充電會(huì)導(dǎo)致圖像漂移）。亮度不均：可能是探測(cè)器位置偏移（需重新校準(zhǔn)探測(cè)器角度），或樣品臺(tái)傾斜角度過(guò)大（調(diào)整傾斜角至合理范圍）。（二）真空系統(tǒng)故障真空度無(wú)法達(dá)標(biāo)：排查“漏氣點(diǎn)”（用丙酮涂抹密封圈，若真空度瞬間下降則密封圈失效）；檢查真空泵油（乳化后需換油）；確認(rèn)樣品是否含水（重新干燥樣品）。泵啟動(dòng)失?。簷z查電源連接（保險(xiǎn)絲是否熔斷）；機(jī)械泵“卡死”時(shí)需聯(lián)系廠家（不可強(qiáng)行啟動(dòng)，避免損壞泵體）。（三）軟件與電路問(wèn)題操作界面無(wú)響應(yīng)：嘗試“軟重啟”儀器（關(guān)閉軟件后重啟控制電腦）；若仍故障，檢查儀器與電腦的通訊線(xiàn)（如USB、網(wǎng)線(xiàn)是否松動(dòng)）。電子槍報(bào)錯(cuò)：查看系統(tǒng)日志（如“燈絲電流超限”可能是燈絲斷裂，需更換；“高壓故障”需檢查高壓電源模塊）。四、安全與管理：延長(zhǎng)儀器壽命的隱性要點(diǎn)（一）操作安全規(guī)范高壓操作時(shí)（如更換燈絲、維護(hù)電子槍?zhuān)?，需關(guān)閉總電源并等待30分鐘以上（高壓電容需完全放電）；樣品制備時(shí)（如噴金）需在通風(fēng)櫥內(nèi)操作，避免吸入金屬顆粒；儀器運(yùn)行時(shí)禁止打開(kāi)樣品室（防止真空破壞與人員觸電）。（二）樣品與數(shù)據(jù)管理建立“樣品登記冊(cè)”，記錄樣品類(lèi)型、處理方法、成像參數(shù)（便于追溯實(shí)驗(yàn)過(guò)程）；每日備份成像數(shù)據(jù)（建議存儲(chǔ)在外部硬盤(pán)，避免儀器故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失）；長(zhǎng)期不用的樣品需密封保存（防止污染或氧化，影響后續(xù)觀察）。結(jié)語(yǔ)SEM的高效使用依賴(lài)“規(guī)范操作+預(yù)防性維護(hù)+快速故障響應(yīng)”的三位一