扫描电镜在颗粒粉末材料中的应用案例
粉体材料
粉体是当今制备各领域材料和器件的原料，在锂离子电池、催化、电子元器件、医药等领域应用广泛。
粉体原料的组成和显微结构决定了材料的性能，粉体原料的粒度分布比、形状、孔隙率以及比表面等性质可以匹配材料独特的性质。
因此，对原料粉体进行显微结构的调控是获得优良性能材料的前提。使用扫描电子显微镜可以观察粉体的具体表面形貌，并对粒径进行精确分析，优化粉体的制备工艺。
扫描电镜在mofs材料中的应用
在催化领域，构建金属有机骨架材料（mofs）以大幅度提高表面催化性能已成为当今的研究热点之一。mofs具有高金属负载、多孔结构和催化位点的读特优势，作为团簇催化剂拥有巨大潜力[1]。使用国仪量子钨灯丝扫描电镜可以观察到mofs材料呈现规则的立方形，并且表面存在细小的颗粒吸附（图1）。该电镜拥有高达3 nm的分辨率和出色的成像质量，在不同的视野范围内可得到均匀的高亮度sem图，可以清晰地观察到mofs材料表面的褶皱、孔洞以及颗粒负载。
图1 mofs材料/15 kv/etd
扫描电镜在银粉材料中的应用
在电子元器件制造中，电子浆料作为制造电子元件的基础材料，具有一定流变性和触变性，是一种集材料、化工、电子技术为一体的基础功能材料，而银粉的制备是制造银导电浆料的关键[2]。采用国仪量子自主研发的sem5000场发射扫描电镜，依靠高压隧道技术，大幅度减少了空间电荷效应，可观察到不规则的银粉相互团聚（图2）。并且sem5000分辨率高，即使在十万倍的放大倍数下仍能看到细节。
扫描电镜在磷酸铁锂中的应用
锂离子电池因其具有比能量高、循环寿命长、无记忆效应、安全性高等优势而迅速占据主流市场。采用电子显微镜观察锂离子电池的正负极形貌，对于提高锂离子电池的比容量具有重要意义。其中，磷酸铁锂电池由于循环性能优异、价格相对低廉、安全性能有保障等诸多优势而备受青睐[3]。国仪量子场发射扫描电镜sem5000观察的由一次颗粒团聚组成的球状磷酸铁锂颗粒（图3），表面颗粒清晰，成像具有三维立体感。
图3 磷酸铁锂/15 kv/etd
扫描电镜在石墨材料中的应用
负极材料也是锂离子电池的核心部件之一，其结构和性质对电池的性能起着关键作用。在众多碳基负极材料中，石墨类材料是目前商业化应用最广的负极材料[4]。使用国仪量子的sem3200钨灯丝扫描电镜，在低电压下仍有出色的成像质量，可以清晰表征石墨负极的片层结构和粒径分布（图4）。
图4 石墨负极/5 kv/etd
扫描电镜在蒙脱石散中的应用
使用扫描电子显微镜观察医药的粉粒同样不可或缺。其中蒙脱石散对消化道内的病毒、病菌及其产生的毒素和气体等有极强的固定、抑制作用，能够使其失去致病作用[5]。采用国仪量子场发射扫描电镜sem5000观察到蒙脱石表面具有层纹状结构，表层附着细小层片状的结晶块体（图5）。
图5 蒙脱石散粉/3 kv/etd
扫描电镜在硬脂酸镁中的应用
药用硬脂酸镁是一种有机化合物，为白色无砂性的细粉，与皮肤接触有滑腻感，主要用作药片的润滑剂，其优点是润滑作用强，质轻，附着性好。采用国仪量子场发射扫描电镜sem5000观察到硬脂酸镁粉体主要是以片状为主（图6），且片状之间相互关联。虽然硬脂酸镁属于不导电的有机物，但在使用sem5000时仍能在低电压模式下具有高分辨的成像。由表面形貌可知，硬脂酸镁的润滑质感也可能与片状的结构有关。
图6 硬脂酸镁/1 kv/etd
参考资料
[1] hou c c , wang h f , li c . from metal–organic frameworks to single/dual-atom and cluster metal catalysts for energy applications[j]. energy & environmental science, 2020, 13.
[2] 杨洪霞,黄立达,朱敏蔚,蔡依群.银粉及银导电浆料制备技术的研究进展[j].电子元件与材料,2018,37(10):1-7.doi:10.14106/j.cnki.1001-2028.2018.10.001.
[3] 徐瑞琳,曾涛,刘欢等.磷酸铁锂电池循环初期衰减快原因分析及性能改善[j].无机盐工业,2023,55(03):92-97.doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0275.
[4] 邢宝林,鲍倜傲,李旭升等.锂离子电池用石墨类负极材料结构调控与表面改性的研究进展[j].材料导报,2020,34(15):15063-15068.
[5] 刘茂先.蒙脱石散的应用进展[j].基层医学论坛,2010,14(31):1032-1033.
[6] 秦玉楠. 药用硬脂酸镁制备工艺及其改进[j]. 现代应用药学, 1991, 8(3):3.
文 / 祝晨
如您在使用电镜过程中有疑问
欢迎扫码留言我们将倾力解答
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因此，对原料粉体进行显微结构的调控是获得优良性能材料的前提。使用扫描电子显微镜可以观察粉体的具体表面形貌，并对粒径进行精确分析，优化粉体的制备工艺。
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图1 mofs材料/15 kv/etd
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锂离子电池因其具有比能量高、循环寿命长、无记忆效应、安全性高等优势而迅速占据主流市场。采用电子显微镜观察锂离子电池的正负极形貌，对于提高锂离子电池的比容量具有重要意义。其中，磷酸铁锂电池由于循环性能优异、价格相对低廉、安全性能有保障等诸多优势而备受青睐[3]。国仪量子场发射扫描电镜sem5000观察的由一次颗粒团聚组成的球状磷酸铁锂颗粒（图3），表面颗粒清晰，成像具有三维立体感。
图3 磷酸铁锂/15 kv/etd
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图4 石墨负极/5 kv/etd
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参考资料
[1] hou c c , wang h f , li c . from metal–organic frameworks to single/dual-atom and cluster metal catalysts for energy applications[j]. energy & environmental science, 2020, 13.
[2] 杨洪霞,黄立达,朱敏蔚,蔡依群.银粉及银导电浆料制备技术的研究进展[j].电子元件与材料,2018,37(10):1-7.doi:10.14106/j.cnki.1001-2028.2018.10.001.
[3] 徐瑞琳,曾涛,刘欢等.磷酸铁锂电池循环初期衰减快原因分析及性能改善[j].无机盐工业,2023,55(03):92-97.doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0275.
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