推薦，紡織品之掃描電鏡的應(yīng)用

隨著電子源、掃描和圖像采集處理系統(tǒng)的發(fā)展，掃描電鏡已成為紡織、醫(yī)藥、機(jī)械加工、材料、半導(dǎo)體制造、微電路檢測甚至月球巖石樣品分析等領(lǐng)域的主要研究手段可以說，掃描電鏡的未來有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景同時(shí)，它也朝著復(fù)合型的方向發(fā)展，即與X射線能譜分析技術(shù)相結(jié)合，成為研究和分析物體表面結(jié)構(gòu)和微區(qū)化學(xué)成分的最有效工具

掃描電鏡的原理

掃描電鏡適用于表面形貌的觀察，特別是粗糙表面的觀察和分析圖像立體逼真，易于識(shí)別和解釋放大范圍大，一般為50-20000倍對(duì)于具有相組成的非均質(zhì)材料，在低功率和高功率下進(jìn)行普查和觀測分析是非常方便的它有相當(dāng)高的分辨率，高達(dá)2-6納米

　　掃描電子顯微鏡主要利用二次電子成像技術(shù)，即由聚光鏡和物鏡組成的電子光學(xué)系統(tǒng)，將電子槍發(fā)射的電子聚集成非常精細(xì)的電子束，聚焦在樣品表面同時(shí)，對(duì)樣品表面進(jìn)行逐級(jí)掃描從樣品表面發(fā)射的二次電子被探測器收集，通過視頻放大形成圖像信號(hào)，然后由顯像管顯示獲得的圖像可以直接觀察、拍攝或記錄存儲(chǔ)它還可用于分析樣品的組成，晶格，陰極發(fā)光，誘導(dǎo)電導(dǎo)和其他方面

掃描電鏡在紡織材料中的應(yīng)用

　1、纖維表面形貌觀察和元素成分分析

纖維材料的表面物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)是決定材料性能的基本因素，也是影響纖維材料摩擦性能、光學(xué)性能、吸水性和生物相容性的主要因素纖維表面形貌的掃描電鏡觀察與分析

噴金后，樣品可直接放入樣品室觀察根據(jù)纖維不同的微觀結(jié)構(gòu)，即不同的細(xì)度、不同的尺度等形態(tài)特征，同一時(shí)纖維表面上的不同元素產(chǎn)生不同能量的特征X射線通過分析這些X射線的能量，我們可以知道其組成元素，并可以看出各種微量元素的差異從這兩個(gè)方面，可以進(jìn)行物種鑒定和纖維鑒定，用熒光屏精確測量各種纖維的直徑和數(shù)量，得到各種纖維的定量分析結(jié)果它還可以通過觀察織物的結(jié)構(gòu)特征、紗線的中纖維排列形狀和紗線的纖維徑方向分布來分析紗線的物理力學(xué)性能耐磨和染色性能。

　　2、紡織材料失效分析

　　紡織材料的失效分析主要包括磨損、斷裂和腐蝕利用掃描電鏡（SEM）對(duì)磨損表面和腐蝕進(jìn)行了分析利用掃描電鏡和能譜儀進(jìn)行表面形貌分析、微區(qū)成分定性和半定量分析，優(yōu)先了解腐蝕的缺陷類型、材料等因素，以確定材料失效的原因利用掃描電鏡觀察和分析材料的斷裂特征，分析和分類斷裂機(jī)理，確定斷裂類型，確定裂紋源的位置和擴(kuò)展方向根據(jù)斷口學(xué)原理，判斷斷裂性質(zhì)，追查斷裂原因，研究斷裂是否與原材料質(zhì)量或后續(xù)加工或使用關(guān)等有關(guān)減少疵點(diǎn)的數(shù)量和大小，提高織物的性能

　　3、超微尺寸材料的研究

　　掃描電鏡可以在比微米尺寸更小的范圍內(nèi)獲得高倍率、立體感強(qiáng)、直觀的二次電子圖像。納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米個(gè)顆粒組成，一般指粒徑為納米-100nm的顆粒具有拒水、拒油、抗靜電、防污、抗菌、柔軟等功能通過掃描電鏡，可以直觀地觀察到超細(xì)納米材料的表面形貌，觀察到納米的結(jié)構(gòu)，觀察到顆粒的均勻性，也可以通過這種方法改變顆?？追植迹鉀Q了顆粒團(tuán)聚問題功能性紡織材料的研究和開發(fā)是未來的發(fā)展趨勢，掃描電鏡在這一領(lǐng)域的作用將越來越突出

　　4、表面整理劑研究

　　使用不同的表面整理劑可以提高織物的耐磨性耐洗、抗皺、抗靜電性、防水性和拒油性，對(duì)它們的研究也越來越重要掃描電子顯微鏡在研究纖維的表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，分析整理劑與纖維的結(jié)合狀態(tài)，研究其分散性與纖維性能之間的關(guān)系，探討特殊整理劑的作用機(jī)理和發(fā)展方向等方面發(fā)揮著越來越重要的作用新的整理劑特別是能譜技術(shù)可用于對(duì)整理劑處理后的纖維表面元素的定性和半定量分析，給出元素濃度分布的掃描圖像，并對(duì)其所含元素的濃度進(jìn)行定量分析

　　5、表面改性處理的研究

　　表面改性處理的手段主要包括化學(xué)氧化法、低溫等離子體改性、輻射接枝法等。經(jīng)過改性處理的纖維可用掃描電鏡和能譜儀來觀察其微觀結(jié)構(gòu)組成以及表面化學(xué)成分、濃度分布，從而確定紗線接觸面上的沉積物以及磨損、刻蝕、沉淀、輻射等引起的表面性能的變化為材料表面性能評(píng)價(jià)專家提供技術(shù)支持研究改性劑的生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用具有重要意義

　　6、顯微組織研究

　　在掃描電鏡的高倍觀察條件下，材料的微觀結(jié)構(gòu)非常清晰可以用來觀察察纖維的孔洞結(jié)構(gòu)，分析不同孔洞結(jié)構(gòu)與纖維性能的關(guān)系或者在多相結(jié)構(gòu)材料中，特別是在一些共晶材料和復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和分析中，由于采用了深掃描電子顯微鏡，我們完全可以用深浸蝕法在一定程度上溶解基體相深度，從而使要觀察和研究的相暴露出來這樣在掃描電子顯微鏡下就可以觀察到相的三維和三維，這是光學(xué)顯微鏡和透射電鏡所不能做到的

　　7、斷裂過程的動(dòng)態(tài)研究

　　掃描電鏡（SEM）的大視場深度和大視場能清晰地顯示纖維斷口的三維形貌，高倍鏡下可觀察到斷口局部區(qū)域的精細(xì)結(jié)構(gòu)這種圖像有助于研究裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展和來源某些類型的掃描電鏡具有較大的拉伸力拉伸臺(tái)裝置，這為研究纖維斷裂過程的動(dòng)態(tài)過程提供了極大的便利它可以用來研究纖維的機(jī)械力學(xué)性能在拉伸試樣的過程中，可以直接觀察到裂紋的萌生和擴(kuò)展與纖維顯微組織的關(guān)系，也可以連續(xù)記錄，為紡織材料的研究提供了最直接的證據(jù)。

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