Page 17 - 理化检验-物理分册2025年第四期

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试验与研究 DOI:10.11973/lhjy-wl240060

工作参数对纸张类不导电试样扫描电镜图像质量的影响

王 岩
（西北工业大学 分析测试中心，西安 710072）

摘 要：以纸张为研究对象，在不同加速电压、束流、工作距离、喷镀金属膜时间、工作模式等条
件下，对试样进行扫描电镜分析，以研究不同工作参数对纸张试样扫描电镜图像质量的影响。结果
表明：选择加速电压为15 kV，束流为100 pA，工作距离为20 mm，可获得受荷电效应影响小、立体
感强的纸张形貌；对试样进行适当的喷金处理有利于增强试样的导电性，而采用低真空模式拍摄则
可消除荷电效应的影响，降低对测试人员的操作要求。
关键词： 扫描电镜；纸张类试样；荷电效应；工作参数；图像质量
中图分类号：TB32；O4-33 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2025)04-0001-05
The influence of working parameters on the quality of scanning electron
microscopy images of non-conductive paper samples

WANG Yan

(Analytical and Testing Center, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China)
Abstract: Using paper as the research object, scanning electron microscopy analysis was conducted on the
samples under different conditions such as acceleration voltage, beam current, working distance, metal film spraying
time, and working mode to investigate the influence of different working parameters on the quality of scanning electron
microscopy images of paper samples. The results show that selecting an acceleration voltage of 15 kV, a beam
current of 100 pA, and a working distance of 20 mm could obtain a paper morphology image that was less affected by
the charge effect and had a strong sense of three dimensionality. Proper gold spraying treatment on the sample was
beneficial for increasing its conductivity, while shooting in low vacuum mode could eliminate the influence of charging
effect and reduce the operational requirements for testing personnel.
Keywords: scanning electron microscope; paper sample; charge effect; working parameter; image quality

扫描电镜（SEM）是一种利用高能聚焦电子束 纸的纤维形态、纸张空间结构、纸张孔隙等因素直接
扫描试样表面，通过电子束与试样间的相互作用激 影响纸张的性能 [5-7] 。为了提高纸张性能，同时降低
发各种物理信息，并对这些信息调制成像，从而表征 生产成本，研究人员采用SEM表征纸张的微观结构。
试样的仪器。利用激发出的二次电子及背散射电子 但纸张试样的导电性差，拍摄的图像会出现明暗条
成像可得到试样形貌信息。由于二次电子仅来自试 纹或畸变等问题 。笔者通过调节加速电压、束流、
[8]
样表层10 nm区域，因此其对试样表面状态非常敏 工作距离、喷镀金属膜时间、工作模式等参数，对比
感，能够有效展示试样表面的微观形貌 [1-2] 。而背散
不同参数对纸张试样SEM形貌的影响，研究结果可
射电子能量高，其从试样更深处逸出表面，对原子序
为同类不导电试样的表征提供参考。
数较为敏感，不仅能反映试样的形貌特征，也能显示
原子序数衬度，从而分析试样的成分 [3-4] 。 1 试验方法
纸张的品质与其微观结构是密切相关的，如造 裁剪尺寸（长度×宽度）为3 mm×3 mm的纸张
试样，利用碳导电胶将其黏贴固定在试样台表面。利
收稿日期：2024-03-07
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用SEM测试试样，试样室最高真空度为9.9×10 Pa。
作者简介：王 岩（1989—），女，博士，主要从事大型仪器管理
与测试技术研究工作，wangyan18@nwpu.edu.cn 设置SEM加速电压分别为5，10，15，20 kV，束流为
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